除了弱耦合之外，能量测量仍保持最佳温度测量

除了弱耦合之外，能量测量仍保持最佳温度测量

时间戳记：28年2023月7日上午52:XNUMX

乔纳斯·格拉特哈德1, 凯伦·V·霍夫汉尼斯扬 (Karen V. Hovhannisyan)2, 马蒂·佩拉瑙-柳贝特3, 路易斯·A·科雷亚4,1和哈里·J·D·米勒5

1埃克塞特大学物理与天文学系，英国埃克塞特EX4 4QL
2波茨坦大学物理与天文学研究所，Karl-Liebknecht-Str. 24-25, 14476 波茨坦, 德国
3日内瓦贴身大学生理学系，瑞士日内瓦1211
4教育部，拉古纳大学，拉拉古纳 38203，西班牙
5曼彻斯特大学物理与天文学系，曼彻斯特 M13 9PL，英国

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抽象

我们开发了探针-样品相互作用中二阶有限耦合量子测温的一般微扰理论。假设探针和样品处于热平衡状态，因此探针用平均力吉布斯态来描述。我们证明，仅通过探头上的局部能量测量就可以实现最终的测温精度（耦合中的二阶）。因此，寻求从相干性中提取温度信息或设计自适应方案在这种情况下没有实际优势。此外，我们还提供了量子费希尔信息的封闭式表达式，它捕获了探针对温度变化的敏感性。最后，我们通过两个简单的例子来进行基准测试并说明我们的公式的易用性。我们的形式主义不对动态时间尺度的分离或探针或样本的性质做出任何假设。因此，通过提供对热灵敏度和实现热灵敏度的最佳测量的分析见解，我们的结果为在不能忽略有限耦合效应的设置中的量子测温铺平了道路。

除了弱耦合柏拉图区块链数据智能之外，能量测量仍然保持最佳的温度测量。垂直搜索。人工智能。

热门摘要

测温的常见概念是将探针（“温度计”）与样品接触，等待它们达到联合热平衡，然后测量探针。当探针与样品的相互作用较弱时，探针本身就是热的，并且通过简单地测量探针的局部能量本征基即可实现最佳测温。这张图虽然方便，但在低温下会产生根本性的缺陷：在绝对零附近，任何非零相互作用都不能被认为是弱的。将相互作用降至零并不是解决方案，因为这样做会阻碍探针热化。
当探针-样品耦合较强时，探针在与样品平衡时不处于热状态。相反，它由所谓的平均力吉布斯状态来描述，该状态通常对耦合参数甚至温度本身具有复杂的依赖性。因此，最佳测温测量失去了其简单性，并且寻找超越弱耦合状态的最佳测温测量的通用处方仍然是一个开放的挑战。
尽管如此，在这里我们在最小的假设下证明，令人惊讶的是，即使在中等耦合（超出弱耦合状态）下，探测器的能量测量仍然接近最佳。这意味着只要耦合不是太强，利用相干性或使用自适应策略的复杂测量方案就不会带来任何实际优势。
我们的带回家的信息是什么？在局部基础上测量探针的实验能力通常足以进行精确的测温。

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