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Non-Markovian enhanced temperature sensing in a dipolar Bose-Einstein condensate

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作者
Lan Xu,Ji-Bing Yuan,Shi-Qing Tang,Wei Wu,Qing-Shou Tan,Le‐Man Kuang
出处
期刊:Physical review [American Physical Society]
卷期号:108 (2) 被引量:3
标识
DOI:10.1103/physreva.108.022608
摘要

We present a method for implementing quantum temperature sensing for extremely low temperatures in a quasi-1D dipolar Bose-Einstein condensate reservoir with a magnetic field-driven impurity atom acting as a quantum sensor. By analyzing the quantum signal-to-noise ratio (QSNR) as a metric for temperature sensing performance, we demonstrate that the presence of an attractive dipolar interaction in the reservoir, which includes the effects of non-Markovian dynamics on the sensor, significantly enhances estimation efficiency. We also investigate the steady-state estimation efficiency for long-encoding times through an analytical expression, which shows that the optimal QSNR depends on the driving magnetic field of the impurity atom. Our method can achieve high-efficiency temperature sensing for any low temperature by tuning the magnetic field. These findings suggest that our approach has potential applications in high-resolution quantum thermometry.
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