耗散玻色子系统中的耗散-灵敏度权衡
Dissipation-Sensitivity Trade-Off in Dissipative Bosonic Systems
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- RIKEN（理化学研究所）
- The University of Tokyo（东京大学）
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中文总结 AI 辅助
该研究揭示了耗散玻色子系统中维持超热灵敏态所需耗散与灵敏度增益间的普适权衡，推导了熵产生率下界，并验证其超出高斯区域的有效性。
中文摘要 AI 辅助
我们发现，在热环境下驱动的单模玻色子系统中，维持一个比热态更灵敏的量子态所需的耗散与灵敏度增益之间存在一种普适的权衡关系。具体而言，对于高斯态，我们严格推导了稳态熵产生率相对于热参考态的量子费希尔信息增益的下界。对克尔非线性的数值研究进一步支持这些界限在高斯区域之外仍然成立。我们的结果建立了稳态热力学与量子计量性能之间的新联系。
英文摘要
We discover a universal trade-off between the dissipation required to maintain a quantum state more sensitive than a thermal one and the sensitivity gain for a driven single-mode bosonic system under a thermal environment. Specifically, for Gaussian states, we rigorously derive a lower bound on the entropy production rate in the steady state in terms of the quantum Fisher information gain relative to a thermal reference state. Numerical investigations of Kerr nonlinearities further support that these bounds can hold beyond the Gaussian regime. Our results establish a new connection between steady-state thermodynamics and quantum metrological performance.
