Macroscopic Observables
我们研究宏观可观测量定义为一个物理量在一组量子系统上的总值。我们表明，以前的结果得到的无限合奏相同的准备系统导致不正确的结论有限合奏。特别是，对宏观可观测量的精确测量会显著干扰任何有限系综的状态。然而，我们展示了如何可以使这种干扰任意小时，测量是有限的精度。我们证明了状态扰动和测量粗糙度之间的权衡作为合奏的大小的函数。使用这种权衡，我们表明，任何序列的有限精度宏观测量产生的历史总是产生一个一致的家庭在没有大尺度纠缠，足够大的合奏。因此，宏观观测行为“经典”，提供他们的准确性是粗糙的比量子相关长度尺度的系统。这些观察的作用也讨论了在NMR量子信息处理和散装系综量子态层析成像的背景下。
2004-06-01 quant-ph
Macroscopic entanglement distribution with atomic ensembles
East China Normal University（华东师范大学）；Federal Research Center of Problems of Chemical Physics and Medicinal Chemistry RAS（俄罗斯科学院化学物理与医药化学问题联邦研究中心）；Lomonosov Moscow State University（莫斯科罗蒙诺索夫国立大学）；New York University Shanghai（纽约大学上海分校）；Department of Physics, New York University（纽约大学物理系）
本文提出改进的数值方法，验证了在现实原子团簇中，适度退相干下宏观纠缠分发协议仍具鲁棒性。
2026-03-06 quant-ph
Purification of an unpolarized spin ensemble into entangled singlet pairs
核自旋系综的动力学极化对于磁共振研究、精密传感和量子信息理论的应用具有重要意义。在这里，我们提出了一个计划，以产生长寿命的单重态对的非极化核自旋系综是偶极耦合到金刚石中的氮空位中心的电子自旋。由NV中心的频繁自旋选择性读出引起的量子力学反作用允许核自旋配对成最大纠缠的单态对。反直觉地，对形成的鲁棒性去相位噪声提高与自旋系综的大小增加。我们还展示了如何配对的核自旋状态允许增强检测能力的NV中心的钻石。
2017-04-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el physics.chem-ph
Macroscopic Singlet, Triplet, and Colour-Charged States of Coherent Photons
本研究实验展示了利用常见光学元件构建相干光子量子态的旋转生成元，实现了SU(3)、SU(4)及单态、三重态等宏观量子态，并验证了投影行为。
2023-03-30 physics.optics quant-ph
Many-body singlets by dynamic spin polarization
我们证明了通过集体升降算符的动态自旋极化可以驱动自旋系综从任意初态到多体单态，即具有大尺度纠缠的零集体自旋态。对于$N$任意自旋的系综，集体自旋的方差和非纠缠自旋的数目都可以减少到O（1）（相对于O（N）的典型值），并且多体单线态可以被独立于系综大小的$\sim 20 %$的总体占据。我们在一个介观核自旋系综中通过一个电子对核自旋的动态极化实现了这种方法，其结果对自旋量子技术具有双重意义：（1）为基于核自旋的量子信息处理提供了一种纠缠源;（2）由于环境自旋矩被有效地湮灭，电子自旋的环境更清洁，量子噪声更小。
2011-01-20 quant-ph
Towards an Einstein-Podolsky-Rosen paradox between two macroscopic atomic ensembles at room temperature
实验已经报道了两个空间分离的宏观原子系综在室温下的纠缠（Krauter等人2011 Phys. Rev. Lett. 107 080503; Julsgaard等2001 Nature 413 400）。我们展示了如何用这个实验实现爱因斯坦-波多尔斯基-罗森（EPR）悖论。我们提出的测试涉及违反推断海森堡不确定原理，这是EPR悖论的充分条件。这是一个比纠缠更强的非定域性测试。我们的建议将使第一个明确的确认量子EPR悖论之间的相关性在室温下两个宏观物体。这是一个必要的中间步骤，以非本地实验的因果测量分离。原子EPR佯谬的实现不仅具有重要意义，而且可以为量子技术的新应用提供资源。
2013-10-28 quant-ph
Magnetic Quantum-Phase Control between Two Entangled Macroscopic Nuclear Ensembles
从理论上研究了室温下两个宏观空间分离晶体间量子纠缠的产生和操纵。我们表明，通过结合X射线参数下转换源和X射线干涉与核共振散射技术，两个宏观晶体托管穆斯堡尔核位于每个干涉仪臂可以纠缠几十纳秒。纠缠态的相干时间可以延长到与单个核激发态的寿命相当的值，大约为几百纳秒。提出了一种非机械磁场控制两个空间分离的纠缠核晶体之间的量子相位的方法。
2014-07-11 quant-ph
Spin Squeezing of Macroscopic Nuclear Spin Ensembles
为优化绝对计量灵敏度，研究将宏观核自旋系综耦合到参数调制谐振电路以产生集体自旋压缩，分析退相干和有限极化下的动力学，证明7 dB压缩可行，可抑制技术噪声、扩展灵敏度带宽，助力探测超轻暗物质等基础物理实验。
2025-02-19 hep-ph quant-ph
Macroscopic maximally entangled state preparation between two atomic ensembles
提出利用自适应QND测量在两原子系综间制备宏观最大纠缠态的方案，通过交替测量与自适应幺正操作实现确定性收敛，无需后选择且超越Holstein-Primakoff机制，产生真正的宏观纠缠。
2023-09-14 quant-ph
Spontaneous Macroscopic Quantum Synchronization in an Ensemble of Two-level Systems
本文研究了两能级系统集合中自发生宏观量子同步现象，通过建立非线性量子主方程，分析了相互作用和耗散对系统同步状态的影响，并绘制了同步相图，展示了不同自然频率组之间的完全同步和部分同步。
2026-05-21 quant-ph
Fast macroscopic-superposition-state generation by coherent driving
我们提出了一个在自旋系综中产生宏观叠加态的方案，在这个方案中，我们利用相干驱动场来加速宏观叠加态的产生。数值计算表明，这种方法使我们能够产生一个叠加的两个经典不同的自旋系综态与高保真度以上的0.96为300自旋。对于较大的自旋系综，虽然保真度略有下降，但对于500个自旋的系综，保真度保持在0.85以上。数值计算了产生宏观叠加态的时间，结果表明，产生时间的显著缩短使我们能够在系统的典型相干时间内获得这样的宏观叠加态.
2017-12-26 cond-mat.quant-gas quant-ph
Entanglement on macroscopic scales in a resonantly laser-excited atomic ensemble
研究了弱共振激光场中两组慢二能级原子的纠缠态。所考虑的基团可以通过宏观距离分开，并且是更大的原子系综的一部分。在稀释制度下，对于两个非常遥远的原子群，在平面波激光束中，我们确定了可达到的最大纠缠负性，以及低于它们肯定纠缠的激光强度。它们都随着两组之间距离的增加而减小，但随着组大小的增加而增加。因此，对于给定的激光强度，如果原子足够大，相距很远的原子群必然会纠缠在一起。
2015-03-04 cond-mat.mes-hall quant-ph
Nonclassicality of a Macroscopic Qubit-Ensemble via Parity Measurement Induced Disturbance
University College London（伦敦大学学院）；Shiv Nadar Institution of Eminence（希夫纳达尔卓越机构）；London Centre for Nanotechnology, University College London（伦敦大学学院伦敦纳米技术中心）
通过测量诱导扰动检测宏观量子比特集合的非经典性，揭示量子到经典过渡的机制。
2026-10-27 quant-ph
Observation of collective coupling between an engineered ensemble of macroscopic artificial atoms and a superconducting resonator
不同量子系统的杂交现在被看作是一种有效的方式来工程的整个系统的属性，导致在量子超材料，量子模拟，和量子精密测量的应用。一个众所周知的例子是超导电路耦合到微观自然原子的集合。在这种情况下，单个原子的性质是固有的，因此是不可改变的。然而，目前的技术允许我们制造宏观人造原子的大集合，例如超导通量量子比特，在那里我们可以真正定制和控制单个量子比特的属性。在这里，我们演示了微波谐振器和几千个超导通量量子比特之间的相干耦合，在那里我们观察到一个大的色散频率偏移的频谱250 MHz的集体行为诱导。这些结果代表了迄今为止实现的最大数量的耦合超导量子比特。我们的方法表明，现在可以设计系综的属性，为量子多体系统的受控探索开辟了道路。
2016-06-14 quant-ph
Generating Large Cats with Nine Lives: Long-Lived Macroscopically Distinct Superposition States in Atomic Ensembles
我们提出了在原子系综中建立和稳定长寿命宏观量子叠加态的方法。我们表明，使用全量子参量放大器可以导致两个原子的同时衰变，反过来，创建稳定的原子薛定谔猫态。值得注意的是，即使在适当的参数下，这些腔内原子猫态也可以具有极长的寿命，高达\emph{4 orders of magnitude}，比相同参数条件下的腔内光子猫态的寿命长，达到\emph{tens of milliseconds}。原子猫态的寿命最终被极弱的自旋弛豫和热噪声限制在\emph{several seconds}。我们的工作为实现产生大尺寸和长寿命猫态的长期目标开辟了一条新途径，在基础研究和抗噪声量子技术方面都具有直接利益。
2021-08-30 quant-ph
Dissipatively driven entanglement of two macroscopic atomic ensembles
到目前为止，实验证明的纠缠态的寿命是有限的，由于它们在退相干和耗散下的脆弱性。因此，它们是在严格的隔离条件下创建的。相比之下，新的方法利用系统与环境的耦合，从而驱动系统进入所需的状态。根据这些思想，我们提出了一个强大的方法产生两个遥远的原子系综之间的稳态纠缠。所提出的方案依赖于两个原子系统与电磁场的共同真空模式的相互作用，该电磁场充当工程环境。我们发展了包括偶极-偶极相互作用的两能级系统的理论框架，并通过考虑多能级基态的实现来补充这些结果。
2010-07-13 quant-ph
Dynamical stability of entanglement between spin ensembles
我们研究了环境中两个自旋系综纠缠的动力学稳定性。为了进行比较研究，我们考虑了两种情况：一个单一的自旋系综，和两个系综线性耦合到一个浴缸，分别。在这两种情况下，我们假设的有效性的马尔可夫近似的浴缸。我们研究的鲁棒性的状态的线性熵的增长，它给出了一个衡量系统的纯度。我们发现两个自旋系综的宏观纠缠态可以稳定地存在于一个共浴中。这一结果对于在普通噪声环境甚至稳定的宏观记忆中产生和检测宏观纠缠可能是非常有用的。
2009-03-03 quant-ph
Quantum interference of a single spin excitation with a macroscopic atomic ensemble
本文报道了$N_{\text{atom}} =10^5$原子自旋系综与集体单自旋激发的量子干涉现象。从原子散射的单个光子的检测创建了单个自旋激发，嵌入在系综的集体自旋中的Fock状态。然后，通过对集体自旋的量子非破坏测量，通过断层扫描检测原子系综的状态。在集体自旋态的边缘分布中，$\sqrt{N_{\text{atom}}}$的级的宏观差异是由单个激发自旋和$N_{\text{atom}}$原子之间的干涉引起的。集体自旋的离散-连续混合处理为量子信息处理、精密测量和通信铺平了道路，为产生更奇异的状态铺平了道路。
2014-04-09 physics.atom-ph quant-ph
Why are macroscopic experiments reproducible? Imitating the behavior of an ensemble by single pure states
显然，物理实验实际上是可重复的，即使完全相同的初始状态波函数的制备往往远远超出实验的可能性。因此，探索初始波函数的特定的、不可控的特征是否以及在何种意义上与实验的可观察过程无关是很自然的。为此，我们定义合奏的纯态，然后产生非常相似的非平衡动态的期望值几乎所有的标准观测。系综被构造成符合关于系统状态的一些简化的、粗略的先验信息，例如，几个特定的期望值等。然而，具有不同附加属性的不同类型的系综是可能的。我们讨论其中的一些。
2020-05-29 cond-mat.stat-mech quant-ph
Macroscopic quantum teleportation with ensembles of qubits
该研究提出两种量子隐形传态协议，通过量子非破坏性测量等方法实现自旋相干态总自旋变量的隐形传态，理想情况下平均角误差为零，单次运行大系综角误差约0.1弧度，性能优于经典策略且对退相干鲁棒。
2025-04-17 quant-ph
Light Qubit Storage and Retrieval using Macroscopic Atomic Ensembles
我们提出了一个实验上可行的协议，在原子量子存储器中的任意光态的完全存储和检索使用良好的法拉第光与物质之间的相互作用。我们的协议依赖于一个单一的光脉冲通过原子系综的多个通道，而没有不切实际的要求公里长的延迟线之间的通道。此外，我们引入了一个依赖于时间的相互作用强度，使存储和检索的状态与任意脉冲形状。在没有压缩或纠缠初态的情况下，保真度指数地接近单位，如光子量子比特的显式计算所示。
2005-09-30 quant-ph
Entanglement between more than two hundred macroscopic atomic ensembles in a solid
我们通过在包含许多具有不同共振频率的大原子系综的晶体中存储单个光子来创建多体纠缠态。由于类似于多缝衍射的干涉效应，光子在明确定义的时间重新发射。我们推导出一个下界的基础上的干涉和输入的单光子字符的对比度的纠缠合奏的数量，我们实验证明超过200合奏，每个包含十亿个原子之间的纠缠。此外，我们说明了这样一个事实，即每个单独的合奏包含进一步的纠缠。我们的结果是第一次证明了固体中许多宏观系统之间的纠缠，并为创造更复杂的纠缠态打开了大门。
2017-03-14 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Leggett--Garg inequality violations with a large ensemble of qubits
我们研究如何在准宏观系统的离散内部自由度影响违反Leggett-Garg不等式，测试的宏观现实主义的时间关联函数的基础上。作为一个具体的例子，我们专注于集体和个人噪声的量子位的合奏。这种通用模型可以描述一系列物理系统，包括腔中的原子、金刚石中NV中心的电子或核自旋、Y $_2$ SiO $_5$中的铒、硅中的铋杂质或超导电路阵列，仅举几例。这样大的系综可能比迄今为止用于检验莱格特-加格不等式的其他系统更宏观，并开辟了一条在宏观尺度上探索量子力学边界的途径。我们发现，由于这种合奏的非平凡的内部结构，不同的测量方案的行为，在噪声的影响下，可以是令人惊讶的。我们讨论了哪些测量方案是最佳的通量量子比特和NV中心，以及一些技术限制和困难，观察这种违反与当今的实验。
2016-04-14 quant-ph
Preparing the spin-singlet state of a spinor gas in an optical cavity
提出了一种在高精细度光腔中制备整数自旋原子系综自旋单态的方法。使用腔辅助拉曼跃迁产生一个有效的Tavis-Cummings模型，我们表明，一个高保真的自旋单态可以产生概率，虽然效率低，预示着由\emph{absence}的光子逃离腔。在不同的限制下，激光场和腔场的类似配置可以用于设计模拟旋量碰撞动力学的模型。借用旋量玻色-爱因斯坦凝聚体中使用的技术，我们证明了系统汉密尔顿的绝热变换（通过与时间相关的有效二次塞曼位移）可以用于产生低保真度的自旋单态。然后，通过遵循这种方法与上述的先驱技术，我们表明，它是可能的，以高保真度和良好的效率为一个大的系综制备单重态。
2019-01-15 quant-ph
Linking Measures for Macroscopic Quantum States via Photon-Spin Mapping
我们回顾和比较了几种识别“宏观量子”量子态的方法。这些措施最初制定的光子系统或自旋合奏。在这里，我们比较它们通过一个简单的模型，映射光子态的自旋系综。一方面，我们揭示了一些自旋措施的问题，以正确处理光子态，通常被认为是宏观量子。另一方面，我们发现其他措施之间的显着相似之处，即使他们的动机不同。
2014-12-03 quant-ph
A many-body singlet prepared by a central spin qubit
提出利用中心自旋量子比特将两个稠密自旋系综初始化为反极化态并制备多体纠缠单态的协议，验证了在现实退相干下多种材料平台的可行性，为稠密自旋系综的纠缠工程提供算法方法。
2023-01-24 cond-mat.mes-hall quant-ph
Initialization of NMR Quantum Registers using Long-Lived Singlet States
已知在一定条件下的核自旋对系综表现出比其他非平衡态长得多的单重态寿命。单重态的这种性质可以在量子信息处理中被利用，用于量子寄存器的有效初始化。在这里，我们描述了一个一般的方法初始化和实验证明它与两个，三个和四个量子位核自旋寄存器。
2010-08-11 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
Quantum repeater protocol for deterministic distribution of macroscopic entanglement
本文提出一种量子中继器协议，利用系综量子比特间的 $S^z S^z$ 相互作用和局部测量，以随链长线性增长的操作数在长距离上确定性分发宏观纠缠，并在特定“魔术”相互作用时间下实现完美保真度。
2024-07-31 quant-ph
Pancharatnam phase deficit can detect macroscopic entanglement
Pancharatnam相位亏损定义为全球系统获得的Pancharatnam相位与局部幺正演化过程中子系统获得的Pancharatnam相位之和之间的差。我们证明了复合量子系统的Pancharatnam相位亏损的非零值可以是量子纠缠的特征。在宏观量子系统的背景下，我们说明了如何Pancharatnam相位赤字可以用来检测宏观纠缠态。特别地，我们利用Pancharatnam相位亏损来检测相干态的宏观叠加纠缠。此外，我们表明，通过测量潘查拉特南相赤字可以测量两个自旋单线态之间的遥远的边界的并发。
2016-10-21 quant-ph
Correlations in Entangled States
本文基于量子力学统计系综解释处理纠缠EPR自旋对，通过向单态引入无穷小相位退相干揭示其关联，证明单态不存在经典关联。
2025-04-01 quant-ph
Quantum computer with atomic logical qubits encoded on macroscopic three-level systems in common quantum electrodynamic cavity
提出了一种基于宏观（或介观）共振系统--量子电动力学腔中的多原子相干系综、鱿鱼或量子点，在固态量子计算机中有效实现基本量子门通用集合的方法.我们利用一个编码的逻辑量子比特的对宏观的两个或三个层次的原子，是工作在希尔伯特子空间的所有国家固有的这些原子系统。在这个子空间中，逻辑单量子比特门通过经由虚拟光子的交换的对中的单个原子激发的受控可逆转移以及通过对中的原子系综中的一个的频移来实现。在二能级系统的情况下，逻辑双量子位门通过控制一个原子系综中的兰姆位移幅度来执行，分别允许/阻止一对中的激发转移，其由另一对的第三原子系统控制。当使用三能级系统时，我们描述了原子对中的非门，该非门由工作原子激发向由控制对激发的直接影响引起的附加第三能级的转移控制。最后，我们讨论了所提出的物理系统的优势，一些有用的量子门的加速计算。
2013-01-10 quant-ph
Teleportation of an atomic ensemble quantum state
提出了一种利用一对量子关联原子系综实现宏观原子系综的高保真量子态隐形传态的方案。我们展示了如何利用光与原子之间的准完美量子态转移过程来制备这对系综。我们的协议依赖于原子系综态的光学联合测量和磁反馈重建。
2004-07-30 quant-ph
Is macroscopic entanglement a typical trait of many-particle quantum states?
我们阐明薛定谔猫的宏观性和几何纠缠之间的关系，并认为这些量是不可互换的。虽然这两个属性都失去了由于退相干，我们表明，宏观是罕见的均匀和所谓的随机物理系综的纯量子态，尽管可能大的几何纠缠。相比之下，置换对称纯态具有较低的几何纠缠和较强的宏观性。
2015-07-28 quant-ph
Equilibration of Isolated Macroscopic Quantum Systems under Experimentally Realistic Conditions
对于一个孤立的宏观量子系统，一个非平衡态的初始系综在多大程度上向一个稳定的长时间行为演化？我们证明，从稳态的偏差确实变得不可测量的小或非常罕见的初始瞬变后已经消失，在以下条件下：的Hamilton不表现出非常大的能量本征值和能隙的退化。大量的能级被初始系综显著地填充。该系统是由一个测量设备与合理的约束工作范围相比，分辨率限制观察。整个实验，以量子力学测量过程结束，只能重复“合理”的次数。有人认为，所有这些平衡的先决条件下，满足许多，如果不是全部，实验现实的条件。
2012-10-22 cond-mat.stat-mech quant-ph
On the Basis of Quantum Statistical Mechanics
我们提出了一种新的方法来证明微正则系综用于孤立的宏观量子系统。由于宏观系统中存在大量独立的可观测量，因此我们无法看到所有可观测量。实际上，我们所观察到的可以用一个相当简单的局部可观察量的组合来表示。考虑到这一限制，我们表明，几乎所有的状态在一个能量壳层实际上是无法区分彼此，因此从微正则系综。特别是，宏观观测的期望值非常接近其微正则系综平均几乎所有的状态。
2006-02-27 cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum entanglement in a four-partite hybrid system containing three macroscopic subsystems
不同量子系统的组合可以允许探索每个系统的独特特征，以研究基本现象以及量子技术。在这项工作中，我们考虑一个原子系综封闭在一个激光驱动的光机械腔，具有移动镜进一步（电容）耦合到一个低频LC电路组成的设置。这就构成了一个包含三个不同性质的宏观量子子系统的四体光机电量子系统，即原子系综、大质量镜和LC电路。量子化的腔场扮演着辅助系统的角色，允许两个其他量子子系统的耦合。我们表明，实验上可实现的参数，它是可能产生的宏观系统对之间的稳态二分高斯纠缠。特别是，我们发现在何种条件下，它是可能的，以获得合理的数量之间的纠缠的原子系综和LC电路，系统，可能适合于构成一个量子存储器和量子处理，分别。对于互补性，我们讨论了环境温度对量子纠缠的影响。
2021-11-29 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
The two-qubit singlet/triplet measurement is universal for quantum computing given only maximally-mixed initial states
该研究证明了STP=BQP猜想，证实仅需最大混合单量子比特初始系综，双量子比特单重态/三重态测量就具备量子计算通用性，为量子计算提供了参考系无关、基元简单易实现的新方法。
2023-11-09 quant-ph
Stability of macroscopic spin ensembles against inhomogeneous dephasing
本文研究自旋猫态在非均匀展宽下的退相干行为，发现小振幅下奇猫态比偶猫态更脆弱，并通过平均场分析揭示驱动-耗散系统中的同步相变及耗散稳定机制，为大振幅自旋猫态的稳定性提供估计。
2025-03-17 physics.atom-ph quant-ph
Entanglement storage in atomic ensembles
我们提出利用EPR关联光束在腔中纠缠宏观原子系综。我们展示了如何场纠缠可以几乎完美地映射到与系综的基态相关的长寿命原子自旋上，以及如何在可变存储时间后在退出腔的场中检索。这种连续变量的量子存储器对于量子网络中的纠缠控制是很有意义的。
2004-05-04 quant-ph
Certified quantum non-demolition measurement of a macroscopic material system
量子非破坏（QND）测量通过避免测量反作用来提高灵敏度。该技术首先被提出用于探测重力波探测器中的机械振荡，并在光场的测量中得到了证明，从而发展了严格的标准来区分QND与类似的非经典测量。最近对宏观物质系统如原子系综和机械振子的QND测量显示了一些QND特征，但不是完全的QND特征。在这里，我们展示了原子系综集体自旋的认证QND测量。我们观察到的量子态制备（QSP）和信息损伤权衡（IDT）超出其经典极限的7和12个标准偏差，分别。我们的技术补充了最近的工作与微观系统，并可用于量子精密测量和存储器，非高斯态的制备和检测，并提出了量子模拟和信息协议。它们应该能够实现动态量子变量的QND测量和基于QND的量子信息协议的实现。
2013-03-11 quant-ph
Coherent Coupling of Remote Spin Ensembles via a Cavity Bus
本文报道了在腔量子电动力学系统中两个宏观分离的氮空位电子自旋系综之间的相干耦合。通过观察明亮和黑暗的集体多系综态以及与腔模的耦合强度的增加，在腔透射谱中直接检测到远距离系综之间的相干相互作用。此外，在色散极限下，我们通过虚光子展示了横向系综-系综耦合。
2016-10-25 quant-ph
Remote Cooling of Spin-ensembles through a Spin-mechanical Hybrid Interface
本文提出利用单个探针自旋的频繁测量反馈，通过宏观振子介导，在弱色散耦合条件下实现远程自旋系综和振子的基态冷却，为大型自旋系综极化及混合量子系统调控提供了新途径。
2025-02-07 quant-ph
Macroscopic Pure State of Light Free of Polarization Noise
完全非偏振光的制备似乎很容易：一个日常的例子是阳光。如果光必须处于纯粹的量子态，就像大多数量子技术应用所要求的那样，那么这项任务就困难得多了。到目前为止，所获得的光的纯量子态要么是偏振态，要么在极少数情况下表现出隐藏的偏振态：即使它们的强度对偏振变换是不变的，高阶矩却不是。我们实验证明了制备的宏观单重态贝尔，这是纯粹的，完全非偏振，并没有偏振噪声。同时波动抑制在三个斯托克斯观测低于散粒噪声限制的证明，开放的角度无噪声偏振测量。所示的状态是不变的偏振变换。这种强大的高度纠缠的各向同性态有望在光子量子技术中提供重要的应用。
2010-11-08 quant-ph
Adiabatic passage of collective excitations in atomic ensembles
我们描述了一个理论方案，允许转移的量子态的原子集体激发之间的两个宏观原子系综定位在两个空间分离的域。这个概念是基于双激子暗态的发生，由于从两个原子系综的发射的集体破坏性量子干涉。利用受激拉曼散射对原子与光场耦合进行相干操作，暗态将从一个系综的激子态外推到另一个系综的激子态。这实现了原子系综之间量子信息的传输。
2003-06-27 quant-ph
Stationarity of quantum statistical ensembles at first-order phase transition points
该研究探讨有限宏观系统一阶相变点处量子统计系综的动力学，证明非零序参量态会演化至宏观不同态，提出平稳性应指有限长时间尺度的平稳，并验证squeezed ensemble在热力学极限下发散时间尺度上的局域平稳性，为相关非平衡统计物理研究提供支撑。
2023-05-20 cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum-classical hypothesis tests in macroscopic matter-wave interferometry
我们评估最宏观的物质波实验，以在何种程度上，他们探测量子经典边界，证明重分子和冷原子合奏的干扰。为此，我们考虑一个严格的贝叶斯测试协议的参数化设置的假设修改的量子理论，包括研究良好的自发崩溃模型，破坏叠加和恢复宏观现实主义。被测量事件排除的修正参数的范围量化了量子实验的宏观性，而贝叶斯更新产生的后验分布的形状揭示了数据在测试宏观现实性时的决定性。这个协议可以作为未来物质波实验设计的指导，更接近真正的宏观尺度。
2020-07-13 quant-ph
Macroscopic quantum synchronization effects
本研究理论分析全耦合量子极限环振子网络的宏观量子同步效应，揭示微观量子特性会引发经典振子没有的集体同步阻塞，且宏观系综存在双振子系统不具备的涌现行为。
2023-11-08 nlin.AO quant-ph
Quantum non-demolition measurement enables macroscopic Leggett-Garg tests
我们展示了如何在宏观系统中进行基于Leggett-Garg不等式（LGIs）的宏观现实主义测试。利用连续变量方法，我们考虑了应用于磁驱动相干振荡原子系综的量子非破坏（QND）测量。我们确定的测量方案只需要高斯状态作为输入，并给出了一个显着的LGI违反现实的实验参数和缺陷。预测的违反是由于真正的量子效应，而不是一个经典的侵入性的测量。使用QND测量来收紧“笨拙漏洞”迫使顽固的宏观实在论者在他或她的测量解释中重新创造量子反作用。
2015-10-30 quant-ph
Quantum Logic Enhanced Sensing in Solid-State Spin Ensembles
我们证明了量子逻辑增强的灵敏度为宏观系综的固态，混合双量子位传感器。我们实现了信噪比提高30倍，转化为超过一个数量级的灵敏度增强。使用金刚石中氮空位（NV）中心的电子自旋作为传感器，我们利用NV中心的原位氮核自旋作为存储量子位，结合均匀的偏置和控制场，确保所有的${\sim}10^9$双量子位传感器足够相同以允许NV系综自旋状态的全局控制。我们发现量子逻辑的灵敏度增强多个测量协议与不同的最佳感测间隔，包括XY 8动态去耦和相关光谱，使用合成的AC磁场。结果是独立的目标信号的性质，并广泛适用于使用NV中心和其他固态合奏计量。这项工作提供了一个基准宏观合奏的量子传感器，采用量子逻辑或量子纠错算法，以提高灵敏度。
2022-03-23 physics.app-ph quant-ph
A real ensemble interpretation of quantum mechanics
提出了一种新的量子力学系综解释，认为与一个量子态相关联的系综是真实存在的：它是宇宙中处于同一量子态的所有系统的系综。系综中的单个系统具有微观状态，用beables来描述。量子理论的概率在这些集合中只是普通的相对频率概率。给出了单个系统的beables的演化规律，使得它们的系综相对频率以再现量子力学预测的方式演化。这些定律是高度非定域的，涉及到定义量子态的系综成员之间的一种新的相互作用。这些包括一个随机过程，通过该过程，单个系统复制其他系统的beable，它们是其中的一个成员。这些复制过程的概率并不取决于系统在空间中的位置，而是取决于系综中beable的分布。因此，宏观系统的特点是足够大和复杂，以至于在宇宙中没有副本。这样，它们就不能按照复制定律演化，因此也就不能按照量子动力学随机演化。这意味着，对于处于量子态的系统来说，它与量子力学有了新的背离，而这种量子态在宇宙中的复制品很少。与此同时，我们能够论证大型宏观系统的质心确实满足牛顿定律。
2011-04-14 gr-qc quant-ph
Nonlinear Bell inequality for macroscopic measurements
对应原理表明，量子系统在大的时候变得经典。经典系统不能违反贝尔不等式。然而，给予实质性控制的代理人可能会违反贝尔不等式，这些不等式已被证明适用于大规模系统。我们考虑的代理人几乎没有控制，只执行适合宏观实验的一般操作：准备小尺度纠缠和测量宏观属性，同时遭受噪音。根据早期的文献，如此受限的实验主义者似乎不太可能违反贝尔不等式。然而，我们证明了一个贝尔不等式，这样的代理人可以违反，即使实验误差的方差，规模作为系统的大小。违反意味着非经典性，给定粒子相互作用的限制。单态的产物违反了不等式;实验测试对于光子、固态系统、原子和被捕获的离子是可行的。与已知结果一致，违反我们的贝尔不等式不能反驳局部隐变量理论。通过拒绝反证的目标，我们表明，可以证明在合理的实验假设下的非经典相关。
2021-02-02 cond-mat.stat-mech quant-ph
Stability of Quantum Statistical Ensembles with Respect to Local Measurements
我们引入了一个描述宏观系统的量子统计系综的稳定性判据。当少量的局部测量不能显著改变系统总能量的概率分布时，系综被称为“稳定的”。我们将这个标准应用到自旋为1/2的晶格中，从而表明正则系综几乎是稳定的，而具有更广泛能量分布的统计系综是不稳定的。在量子统计物理学基础的背景下，这个结果证明了使用具有窄能量分布的统计系综的合理性，例如正则系综或微正则系综。
2016-12-18 cond-mat.stat-mech quant-ph
Entanglement in macroscopic systems
我们提出了一个理论研究的纠缠在合奏组成的任意数量的粒子。多体纠缠的标准，制定了一个固定数量的粒子，以及与波动的粒子数系统的可观的。为了评价验证纠缠的质量，引入了纠缠可见性的操作措施。作为一个例子，我们执行的相互作用谐振子组成的量子系统的分析表征和见证纠缠通过能量测量。我们的分析表明，可检测的纠缠衰减的宏观粒子数，而不需要退相干过程和所有考虑的耦合制度。我们进一步研究了给定关联系统的热态以及纠缠的温度依赖性。
2017-06-20 quant-ph
