Macroscopic Rabi-Like Oscillations of Ultracold Atoms in an Asymmetrical Two-Dimensional Magnetic Lattice
本文研究了在非对称二维磁晶格中囚禁的超冷量子简并气体（如玻色-爱因斯坦凝聚体）中$macroscopic$ $quantum$ $phase$的存在性。我们指出了在新的二维磁晶格中，通过外加偏磁场来控制隧穿的关键。宏观量子相位签名被确定为拉比振荡时，解决耦合的时间相关的微分方程，这里描述的玻色子约瑟夫森结（BJJ）的系统。在求解系统的BJJ，我们使用了一个序参量，其中包括两个随时间变化的参数，这是在每个晶格位置的分数人口和相位差。BJJ解为宏观量子相干性提供了一个明确的证据。
2010-06-14 cond-mat.quant-gas quant-ph
Macroscopic quantum states: measures, fragility and implementations
大尺度量子效应在量子理论的基础中一直扮演着重要的角色。随着近年来实验的进展和对量子增强应用的渴望，人们对宏观量子效应的兴趣得到了加强。在这篇评论中，我们批判性地分析和讨论旨在量化宏观量子性的各个方面的措施。本文综述了近年来关于产生、维持和探测宏观量子态的困难和前景。概述了宏观量子态在基础问题和实际应用中的作用。最后，我们介绍了过去和正在进行的实验进展，旨在产生和观察宏观量子态。
2018-06-19 quant-ph
Generation of a macroscopic entangled coherent state using quantum memories in circuit QED
$W$型纠缠态可以用作量子信道，例如，量子隐形传态、量子密集编码和量子密钥分发。在本工作中，我们提出了一种利用量子存储器在电路QED中产生宏观$W$型纠缠相干态的方法。这里考虑的存储器是氮空位中心系综（NVE），每个位于不同的腔中。该建议不需要最初在相干态而不是基态中制备每个NVE，这将显著降低其实验难度。在大部分工作时间内，每个腔保持真空状态，从而极大地抑制了由腔衰减引起的退相干和不需要的腔间串扰。此外，只需要一个外腔耦合器量子比特。该方法具有较强的通用性，可用于产生分布在不同腔中的原子系综或其他自旋系综的$W$态。
2016-03-12 quant-ph
Macroscopic quantum tunneling in quartic and sextic potentials: application to a phase qubit
相位的宏观量子隧穿是超导纳米电路量子动力学中的一个基本现象。隧穿速率可以在这样的电路中被控制，其中相位的潜在景观可以用不同的外部偏置参数来调谐。为了模拟和理解实验，需要宏观量子隧穿率的精确理论知识。我们提出了一个推导，瞬子技术的基础上，一般的四次和对称的六次潜力，包括两个逃逸路径的逃逸率的解析表达式。这些新的潜力是最近实现时，创建一个噪声不敏感的相位量子比特的骆驼背电位的直流SQUID。
2011-10-28 cond-mat.mes-hall quant-ph
Bipartite Leggett-Garg and macroscopic Bell inequality violations using cat states: distinguishing weak and deterministic macroscopic realism
我们考虑测试Leggett-Garg的宏观现实主义和宏观局部现实主义，在类空分离测量的假设宏观非侵入性测量是合理的宏观局部性。我们给出了基于自旋$1/2$本征态的微观量子比特的Bell和Leggett-Garg实验与基于两个宏观上不同的相干态（猫态）的宏观量子比特的gedanken实验之间的映射。在这个映射中，Stern-Gerlach分析器的么正旋转通过相互作用$H=Ω\hat{n}^{4}$实现，其中$\hat{n}$是量子的数量。通过调整相互作用的时间，可以改变测量设置。因此，我们预测违反Leggett-Garg和贝尔不等式的宏观制度，粗粒度的测量$\hat{M}$只需要区分两个宏观不同的相干态。为了解释这些违反，我们区分了宏观实在论的微妙不同的定义。确定性宏观局部实在论（dMR）假设在分析器产生的么正旋转之前测量$\hat{M}$有一个确定的结果，并且被违反所否定。弱宏观实在论（wMR）假设在$\hat{M}$的两个宏观上不同的本征态的叠加$ψ_{pointer}$中制备的系统在幺正旋转之后具有确定的结果。我们发现，wMR可以被视为与侵犯行为相一致。提出了一个模型，其中wMR持有，并出现在整个过程中的酉动力学的宏观违反。最后，我们指出EPR型悖论，即在测量$\hat{M}$之前对系统的弱宏观现实描述与量子力学的完备性不一致。
2021-01-23 quant-ph
Macroscopic limit of nonclassical correlations
我们认为宏观相关性在一个二分系统由2N粒子描述的广义概率理论。特别是，我们讨论了N PR盒的情况下，双方之间共享。我们把宏观测量看作是同一区域内所有盒子上同一性质的集体测量。这种测量被认为只显示被测量的集体财产的平均价值。我们表明，对于每个观察员和N大于或等于2的两个测量，总是存在一个联合概率分布解释所有可观察到的数据，因此系统承认本地隐变量。接下来，我们将这一结果推广到包括波动测量和额外的测量设置。最后，我们讨论了我们的结果的背景下，在以前的作品中，提出了矛盾的结果。
2015-08-12 quant-ph
Macroscopic Schrödinger-cat states of nonequilibrium electrons induced by cat-state optical driving and projective measurements on the light field
University of Tokyo（东京大学）
研究通过投影测量量子光场，在非平衡多电子系统中诱导并恢复宏观猫态，揭示了光场测量对物质量子态的控制作用。
2026-05-28 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Preparing macroscopic mechanical quantum superpositions via photon detection
本文提出了一种在脉冲腔光学力学中产生宏观机械谐振腔薛定谔猫态的可行方案。首先将机械振子冷却到其基态，然后用不同功率的红、蓝脉冲同时驱动腔实现压缩力学态。随后，利用第二红色脉冲来产生宏观力学量子叠加，条件是检测腔输出光子。最后，在被存储在谐振器中一段时间后，机械状态被映射，与第三红色脉冲，用于状态验证的腔输出场。我们的方法是通用的，也可以用来产生其他类型的非高斯力学状态，如光催化非经典状态。
2019-10-10 quant-ph
General measure for macroscopic quantum states beyond "dead and alive"
我们考虑量子叠加态的表征超越了“死与活”的模式。我们提出了一个措施，适用于多个宏观不同的状态，叠加不同的权重以及混合状态的叠加。该测度基于互信息来表征多个叠加态之间的可重性。这使我们能够克服以前的建议的局限性，并弥合宏观量子性的一般措施和措施薛定谔猫型叠加之间的差距。我们讨论了一些相关的例子，提供了一个替代的定义，使用基础依赖的量子不和谐，并揭示连接到文献中的其他建议。最后，我们还显示了量子态的大小之间的联系，量化我们的措施和他们的脆弱性噪声。
2022-02-12 quant-ph
Macroscopic superpositions require tremendous measurement devices
我们考虑宏观量子叠加的可检测尺寸的基本限制。我们认为，需要对系统加测量设备进行完全的量子力学处理，并且需要建立一个相位或方向的（经典）参考系来证明量子态。当考虑到这样一个经典的参考系的大小，我们表明，可靠地区分量子叠加态从非相干混合物需要一个测量设备，是平方大于叠加态。然而，对于中等的系统尺寸，如在以前的实验中产生的，这不是一个严格的限制，对于猫大小的宏观叠加，所需的努力很快变得棘手，需要地球大小的测量设备。我们用光子、自旋和位置的宏观叠加态来说明我们的结果。最后，我们还展示了如何通过处理相对自由度的叠加来规避这种限制。
2017-11-14 quant-ph
Classical dynamics emerging from quantum dynamics in macroscopic bodies, a note with a simple example
使用非常普遍的和良好的宏观机构，即那些由许多自由度的统计物理学的想法，我们显示如何经典的行为的质心运动产生从一个完整的量子力学描述的整个身体的动力学。我们并不试图提供一个严格的证明后一种说法，而是，我们显示或至少表明，需要获得预期的结果的假设。此外，我们既不试图处理“最一般”的物理情况，相反，我们集中在一个小固体的程式化模型，但宏观，我们将称为“小石头”。主要的假设是，宏观物体可以分解成几个较小的碎片，仍然是宏观的，由于其组成原子的短程相互作用性质，这些碎片在统计上变得独立。随之而来的主要结果是，身体的广泛变量的量子分布成为尖锐的峰值。质量的质心变量是这种类型的，因此它们的动力学本质上是经典的。我们指出了外部势所起的至关重要的作用，在其中发生的运动，作为宏观代理，执行“测量”过程的质心。
2015-04-20 physics.hist-ph quant-ph
Cooper Pair Boxes Weakly Coupled to External Environments
本文研究了超导库珀对盒与环境弱相互作用中的电荷振荡行为。我们发现，由于环境引起的噪声和耗散，这些纳米器件的稳定性根据电荷振荡是否被解释为宏观量子相干性的影响，或半经典的Gross-Pitaevskii方程而有所不同。更具体地说，占据数状态，用于量子解释的振荡，被发现是更不稳定的相干的，典型的半经典解释。
2008-05-14 cond-mat.other quant-ph
Signifying the Schrodinger cat in the context of testing macroscopic realism
宏观现实主义（MR）指出，当一个系统可以在两个宏观上可区分的状态（猫是死的或活的）之一时，系统总是预先确定为处于两个状态中的一个或另一个（在测量之前）。测试MR的建议通常引入第二个前提来进一步限定MR的含义。本文考察了两个这样的模型，第一个模型的第二个前提是宏观可区分的状态是量子态（MQS），第二个模型的第二个前提是宏观可区分的状态是局部隐变量状态（LMHVS）。我们指出，在每种情况下，为了否定模型，有必要假设预定的状态给出微观细节的预测测量。因此，有人认为，许多猫签名不否定MR，但可以解释的微观效应，如光子对非局域性。最后，我们考虑第三个模型，宏观局部现实主义（MLR），其中的第二个前提是，在一个位置的测量不能引起系统在另一个瞬间的宏观变化。通过考虑通过测量过程的量子噪声水平的放大，我们讨论如何否定MLR可能是可能的。
2016-12-28 quant-ph
Thermal bound entanglement in macroscopic systems and area laws
量子多体系统中会自然出现束缚纠缠吗？我们解决这个问题，显示存在的束缚纠缠的热态的谐振子系统组成的任意数量的粒子。通过对不同分区的负性的显式计算，我们发现了一个温度范围，在这个温度范围内，尽管系统是全局纠缠的，但是通过局部操作可以提取出纠缠。我们提供了一个解释，这一结果的纠缠区的法律，典型的这些系统。最后，我们讨论了这一结果的推广到其他系统，包括自旋链。
2008-04-30 quant-ph
Nonlinear quantum mechanics, the superposition principle, and the quantum measurement problem
我们目前对量子力学的知识和理解之所以被认为是不完整的，有四个原因。首先，线性叠加原理还没有在实验上测试过具有超过一千个原子的物体的位置本征态。第二，对于量子测量的过程没有一个普遍接受的解释。第三，对于观察到的事实，即宏观物体不是在位置本征态的叠加中发现的，没有普遍同意的解释。第四，也许也是最重要的，时间的概念是经典的，因此是量子力学之外的：应该存在一个不涉及外部经典时间的理论的等价重新表述。在本文中，我们认为，这样的重新制定的非线性量子理论的极限情况下，与非线性变得重要的普朗克质量尺度。这种非线性可以提供对上述问题的见解。我们使用一个物理激励模型的非线性薛定谔方程，以表明非线性可以帮助理解量子测量。我们还表明，虽然线性叠加的原则，原子系统的精度非常高，量子叠加的寿命变得越来越小，从微观到宏观对象。这可以解释在宏观物体中观察到的位置叠加的缺失[寿命太小]。它还表明，在可预见的未来，正在进行的实验室实验可能能够检测到介观物体的有限叠加寿命。
2010-06-18 quant-ph
Dynamics of a macroscopic spin qubit in spin-orbit coupled Bose-Einstein condensates
我们考虑了一个基于自旋-轨道耦合的玻色-爱因斯坦凝聚体的宏观自旋量子比特，其中除了自旋-轨道耦合外，自旋动力学强烈依赖于粒子之间的相互作用。研究了自由膨胀、俘获和外部驱动凝聚体自旋的演化。对于在合成磁场中以对应于塞曼分裂的频率振荡的凝聚体，自旋拉比频率不依赖于原子之间的相互作用，因为它只产生内力而不改变总动量。然而，相互作用和自旋轨道耦合使系统进入混合自旋状态，其中总自旋在布洛赫球内部而不是在布洛赫球上。这极大地扩展了可用的自旋空间，使其成为三维的，但对这种宏观量子位的可靠自旋操纵施加了限制。自旋动力学可以通过在旋量波函数中引入由自旋-轨道耦合确定的合适的自旋相关初始相位来修改。
2015-05-16 cond-mat.quant-gas quant-ph
Study of Macroscopic Coherence and Decoherence in the SQUID by Adiabatic Inversion
我们提出了一个程序来证明量子相干性和测量退相干时间之间的不同磁通态的SQUID通过使用"绝热反转“，其中一个宏观磁通态平滑地转移到另一个，像一个自旋反转方向，通过以下缓慢移动的磁场。这是通过扫描外部施加的通量来实现的，并且取决于两个宏观状态之间的明确定义的量子相位。改变相对于退相干时间的扫描速度允许从存在这种定义明确的相位的量子区域移动到丢失相位并且抑制反转的经典区域。因此，观察反转是否发生作为扫描速度的函数提供了测量退相干时间的可能性。该方案可行性的主要要求似乎是SQUID的量子能级之间的低温弛豫时间与问题的其他时间尺度相比要长。应用程序的“量子计算机”，与SQUID的水平系统发挥的作用的量子比特，简要讨论。
2000-04-27 cond-mat quant-ph
Macroscopic QED for quantum nanophotonics: Emitter-centered modes as a minimal basis for multi-emitter problems
我们从量子纳米光子学的角度对宏观量子电动力学的框架进行了概述。特别是，我们把注意力集中在三个方面的理论，这是至关重要的量子光学现象的描述纳米光子结构。首先，我们回顾了光-物质相互作用哈密顿量本身，特别强调了它的规范独立性和最小和多极耦合方案。其次，我们讨论了经典电磁场对量子光学系统的外抽运的处理。第三，我们引入了一个精确的，完整的和最小的基场量子化的多发射极配置，这是基于所谓的发射极中心模式。最后，我们说明了这种量子化方法在一个特定的混合metaldielectric几何形状：两个量子发射器放置在附近的二聚体的Ag纳米球嵌入在SiN微盘。
2020-08-05 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Charge Oscillations in Superconducting Nanodevices Coupled to External Environments
某些纳米器件中的电荷振荡，更具体地说，所谓的超导库珀对盒（SCB），通常被解释为宏观量子相干性的影响;然而，另一种解释是可能的，在经典序参量的格罗斯-皮塔耶夫斯基方程。这两种解释是基于不同的量子态分配给SCB，在第一种情况下的占用数态，在第二个相干类状态。我们发现，当SCB是弱耦合到一个外部源的噪声和耗散，占据数态是更不稳定的相干。
2007-11-06 cond-mat.other hep-th quant-ph
Adiabatic Inversion in the SQUID, Macroscopic Coherence and Decoherence
本文讨论了用绝热反演方法证明量子相干性和测量SQUID不同磁通态间退相干时间的方法。一种磁通量状态平滑地转移到另一种状态，就像自旋通过跟随缓慢移动的磁场而反转方向一样。这是通过扫描外部施加的通量来实现的，并且取决于两个宏观状态之间的明确定义的量子相位。改变相对于退相干时间的扫描速度允许从存在这种定义明确的相位的量子区域移动到丢失相位并且抑制反转的经典区域。因此，观察反转是否发生作为扫描速度的函数提供了测量退相干时间的可能性。一些典型的SQUID参数的估计，它似乎这样的程序应该是实验上可能的。该方案可行性的主要要求似乎是SQUID的量子能级之间的低温弛豫时间与问题的其他时间尺度（包括读出时间）相比要长。应用程序的“量子计算机”，与SQUID的水平系统发挥的作用的量子比特，简要审查。
2000-10-09 cond-mat quant-ph
Two-dimensional macroscopic quantum tunneling in multi-gap superconductor Josephson junctions
超导器件的低温特性为研究不同的超导现象提供了明确的途径。研究了单能隙超导体和双能隙超导体组成的约瑟夫森结中的宏观量子隧穿。由于这种结具有两种超导相位差，计算MQT逃逸率需要在多维位形空间中分析量子隧穿。我们的方法是沿着二维势能景观中的一维曲线的半经典近似，通过鞍点连接两个相邻的潜在（局部）最小值。我们发现该系统有两条可能的隧穿路径：同相路径和异相路径，前者由约瑟夫森等离子体频率表征，后者由双带超导体中的特征集体模约瑟夫森-莱格特模的频率表征.依赖于外部偏置电流和带间约瑟夫森耦合能量，其中之一主要有助于MQT。我们的数值计算表明，同相路径和异相路径之间的差异是明显的，相对于偏置电流依赖的MQT逃逸率。这一结果表明，我们的MQT设置是约瑟夫森-莱格特模式的指标。
2014-12-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Microscopic and Macroscopic Effects in the Decoherence of Neutrino Oscillations
我们提出了一个通用的结构（层结构）的消相干效应的中微子振荡，其中包括消相干量子力学和经典的不确定性。计算是结合开放量子系统的概念和量子场论进行的，形成了从微观到宏观的相空间结构。在不同的水平上有信息损失，量子力学的不确定性参数化退相干的内在质量本征态分离效应，而经典的不确定性的退相干通常是由统计平均效应。借助分层结构，我们将前者归类为态退相干（SD），后者归类为相位退相干（PD），并进一步得出SD和PD都是由于不同的相位结构对不同分层的相位洗出效应造成的结论。对于给定的宽度和形状的不确定性，这种效应允许简单的退相干数值计算。虽然我们的结构是通用的，所以是不确定性，然而，一些值得注意的是：外部粒子的波包大小，在生产和检测的有效相互作用体积，能量重建模型和中微子生产配置文件。此外，我们估计的实验灵敏度SD和PD参数的不确定性参数，反应堆中微子和衰变在静止中微子，使用传统的速率测量方法和一种新的相位测量方法。
2022-05-04 hep-ex hep-ph quant-ph
Emergence of Macroscopic Quantum Order via Translational Zero Modes
North Carolina State University（北卡罗来纳州立大学）
本文提出电子激发与可变形晶格强耦合可产生自生平移零模，通过重构多体能谱抑制热激发，从而在高温下实现宏观量子序，并以铅卤钙钛矿中的高温超荧光为例验证。
2026-06-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas
