Weak Value and Correlation Function
Takahiro Sagawa
我们证明了在量子理论中弱值与关联函数之间存在着密切的关系，这为弱值的概念提供了新的解释。
We show that there exists, in quantum theory, a close relationship between the weak value and the correlation function, which sheds new lights on the concept of the weak value.
机构、总结、中文摘要均由AI分析而来，可能存在错误，请以论文正文为准。
继续探索
Weak Measurement effects on dynamics of quantum correlations in a Two-atom System in Thermal Reservoirs
研究了不同形式的测量诱导非局域性捕获的量子关联的动力学行为，并与纠缠进行了比较。结果表明，最小纠缠量具有更强的鲁棒性，而噪声会导致纠缠的突然死亡。进一步，我们对弱测量下的量子关联进行了量化，观察到了测量强度的影响。此外，还讨论了平均光子数和弱测量对量子关联的影响。
Weak measurement as a tool for studying coherence and quantum correlations in bipartite systems
本文从弱测量角度研究双粒子态量子相干性，推广了相对测量的相干性概念，通过计算Bell对角态和Wener态相干性进行说明，并扩展至量子关联测度与不确定性关系研究。
Classical correlation alone supplies the anomaly to weak values
关于弱值的什么是真正的量子的问题只会引起强烈的主观意见-这不是一个科学问题。好的问题，在比较理论时，是可操作的-它们处理的是实验的不容置疑的结果。通过对反常后选平均的操作定义的推广，赋予弱值的反常移动以客观意义。我们表明，这些平均值的存在需要在每一个模型的相关性引起他们-量子或经典。描述这种相关性表明它们无处不在。我们给出了实现这些广义反常弱值的最简单的经典例子，而不需要扰动。
Role of weak measurements on states ordering and monogamy of quantum correlation
量子关联的信息论定义，例如，量子不和谐是依赖于测量的。通过考虑更一般的量子测量，弱测量，其中包括投影测量作为一个限制的情况下，我们表明，虽然弱测量可以使一个捕获更多的量子关联状态，它也可以诱导其他违反直觉的量子效应。具体地说，我们表明，具有不同强度的一般测量可以施加不同的排序的量子关联的一些状态。它还可以修改某些类型的状态的一夫一妻制特性，这可能会减少量子相关作为某些协议中的资源的有用性。在这个意义上，我们说弱测量在定义量子关联中起着双重作用。
Weak measurements and nonClassical correlations
我们将量子不和谐的定义扩展为量子态中非经典关联的一个量词，并将其应用到对二分系统$AB$的子系统$A$进行弱测量的情况。研究了几类量子态的弱不和谐性质。我们发现，在许多情况下，弱量子不和谐是相同的正常的不和谐，在一般情况下，两者的值是非常接近对方。弱量子不和谐在适当的极限下也会退化为不和谐。我们还讨论了这些意见的量子不和谐的解释的影响。
Intrinsic Quantum Correlations of Weak Coherent States for Quantum Communication
通过一种新的检测方案，观察到了参与者之间弱相干态的本征量子关联，该方案可作为存在性诱饵态BB84和差分相移量子密钥分发（DPS-QKD）协议的补充.在一个原理验证实验中，我们在两个空间分离的平衡零差检测中使用弱本振子场产生弱相干态的二分关联。我们采用非线性后测方法，在单独零差测量时，从两个单场干涉中获得二分相关。然后，该方案被用来证明双方之间的比特相关性超过10公里的距离，通过传输光纤。我们相信，该方案可以增加另一个物理层的安全性，这些协议的量子密钥分发。
Quantum correlation cost of the weak measurement
在迹范数的基础上，提出了表征弱测量过程中量子相关利用程度的量子相关代价（QCC）。结果表明，QCC与基于迹范数的量子不和谐（TQD）之间的关系仅由弱测量强度决定，因此与TQD相比，QCC只能捕捉到量子系统的部分量子性.我们还发现，剩余量子不仅可以“提取”进一步冯诺依曼测量，但也可以通过一系列的无穷小弱测量。作为一个例子，我们证明了我们的结果的贝尔对角态。
Manifestation of pointer state correlations in complex weak values of quantum observables
在弱测量（WM）的情况下，涉及弱相互作用和后选择投影测量，弱值的经验意义表现在测量指针的平均位置和平均动量的变化。在这种情况下，本文提出了一个一般的定量处理，考虑到迄今为止尚未探索的影响，指针自由度之间的相关性，属于一个任意的多维预选指针状态。这导致了早期的结果的扩展，表明，对于复杂的弱值，不同的指针自由度之间的相关性可以至关重要地影响弱值的虚部与所观察到的平均指针位置和动量的变化的方式。这种分析的特殊相关性进行了讨论的情况下，顺序的弱相互作用，随后由postselection（称为顺序WM），在特殊情况下，减少到通常的WM计划，涉及一个单一的弱相互作用和postselection，修改的指针状态相关性的影响。
Correlation Measurement of an unknown state with Weak Coupling
传统上，量子态关联可以通过计算已知的态密度矩阵来获得。在这里，我们提出了一个模型，利用它可以得到未知量子态的关联。在耦合、优化和复杂的计算过程中不需要经典的通信。我们只需要弱耦合和辅助系统。我们详细介绍了模型的状态，其中粒子属于不同的所有者。最后给出了一个简明的算例。
How Time Works in Quantum Systems: Overview of time ordering and time correlation in weakly perturbed atomic collisions and in strongly perturbed qubits
可以通过首先根据外部交互的时间平均值V（t）来定义无时间排序（NTO）的限制来定义时间排序。以前，时间相关性是根据一个类似的限制定义的，称为独立时间近似（ITA）。时间相关性的实验证据尚未与时间有序性的实验证据区分开来。
Enhancing robustness of multiparty quantum correlations using weak measurement
多体量子关联是发展量子信息和计算协议的重要资源。然而，多体量子关联在实际环境中的灵活性受到环境相互作用引起的退相干下的脆弱性的限制。虽然有协议来保护退相干下的二体纠缠，这样的协议的实现多体量子关联尚未得到充分的探索。本文研究了局域振幅阻尼通道对广义Greenberger-Horne-Zeilinger态的影响，并采用最优反向量子弱测量方案来保护多体量子关联.我们观察到，弱测量反转协议增强了多体量子关联的鲁棒性。此外，它增加了临界阻尼值，对应于纠缠突然死亡。为了强调该技术在保护多体量子关联方面的有效性，我们研究了两个与量子通信相关的任务：一个发送者，多个接收者设置下的量子隐形传态和多方量子信息分裂。我们观察到在弱测量反转协议下两个量子通信任务的平均保真度增加。该方法可以证明在使用多部分资源的其他量子信息任务中对于对抗外部相互作用是有益的。
Preservation of quantum non-bilocal correlations in noisy entanglement-swapping experiments using weak measurements
如果两个独立的量子源产生一对二分纠缠态，则称一个三方量子网络是双局域的。在这种纠缠交换协议中，当中心一方拥有两个来自不同来源的粒子，并对它们进行Bell态测量，而另两个不相关的系统之间产生非定域性时，就会出现量子非双域关联.这种系统与环境的相互作用减少了量子非双域相关性。在这里，我们表明，由振幅阻尼通道建模的递减效应可以通过采用弱测量和反转的技术来减缓。它表明，对于一个大的参数范围内的量子非双域相关保留对退相干考虑到平均成功率的后选择管理弱测量。
Super-quantum correlation and geometry for Bell-diagonal states with weak measurements
我们提出了“超单向亏损”的弱测量作为推广的单向亏损定义的标准投射测量。解析地得到了Werner态的超单向亏损。我们发现超单向亏损小于标准单向亏损，这与基于弱测量的超量子不和谐总是大于投影测量定义的量子不和谐的已知事实的直接期望形成鲜明对比。另一方面，通过将弱测量连续调谐到投射测量，超单向亏损和超量子不和谐收敛到相同的值，这是单向亏损或量子不和谐都量化量子关联。从这个意义上说，弱测量不一定能捕捉到更多的量子关联。我们还用明确的几何图形给出了Bell对角态超量子不协的几何结构。作为应用，研究了退相干条件下超量子关联的动力学行为，包括超量子不协调和超单向亏损。我们发现，在相位翻转通道下，贝尔对角态和维尔纳态的超量子关联和量子关联的序关系保持不变。
Characterization of arbitrary-order correlations in quantum baths by weak measurement
涨落关联是量子多体系统动力学和热力学背后的驱动力。对于嵌入量子浴中的量子比特来说，浴中的相关性是理解和对抗退相干的关键--退相干是量子信息技术中的一个关键问题。然而，目前还没有系统的方法来描述量子浴中超过二阶或高斯近似的多体关联。在这里，我们提出了一个计划，在量子浴中的相关性，以任意顺序的特征。该方案通过中心系统的投影测量来对浴槽进行弱测量。浴关联，包括“经典”和“量子”的部分，可以从测量输出的相关性重建。在量子浴中的多体关联的充分表征的可能性形成的基础上，优化量子控制对退相干在现实环境中，为研究浴的量子特性，和量子传感的相关集群在量子浴。
Quantum advantage by weak measurements
相对于二分量子态的标准投影测量，弱测量可能导致关联的量子性增加。我们表明，弱测量的相关性的量子可以消耗的信息编码，这是唯一的相干量子相互作用。那么它就可以被认为是量子信息处理的一种资源，可以量化这种量子优势。我们的结论是，弱测量可以创建更有价值的量子关联。
Simulating the effect of weak measurements by a phase damping channel and determining different measures of bipartite correlations in nuclear magnetic resonance
量子不和谐是一种基于局部投影测量的度量，它捕获了可能无法通过纠缠完全捕获的量子相关性。通过用弱正算子值测度（POVM）取代秩一投影，测量过程发生了变化，允许定义量子不和谐的弱变体。在这项工作中，我们实验模拟了弱POVM对核磁共振量子信息处理器的影响。所研究的双量子位系统是三量子位系统的一部分，其中一个量子位用作辅助来实现相位阻尼通道。通过改变相位阻尼通道的强度来控制弱POVM的强度。我们在两个量子比特的Werner态和Bell对角态中实验观察到了两种弱的量子不和谐，即超量子不和谐和弱量子不和谐。作为测量强度的函数的状态的所得动力学进行了研究。
Quantum correlation enhanced weak field detection in optomechanical system
我们提出了一个理论方案，以提高信噪比的超灵敏检测与量子关联的帮助。通过引入辅助振荡器，将其作为弱场检测的附加探针，可以大大抑制附加噪声，测量精度甚至突破标准量子极限。我们使用磁场作为一个例子来展示我们的方案的检测能力。实验结果表明，与传统的检测协议相比，该方案具有更高的信噪比和更好的检测精度。此外，信号强度检测曲线显示出良好的线性。我们的结果提供了一个很有前途的平台，通过利用量子相关在超灵敏检测减少额外的噪声。
How to measure the canonical commutation relation $\mathbf{[\hat{x},\hat{p}]=i\hbar}$ in quantum mechanics with weak measurement?
近年来，量子弱值引起了人们从理论到实验的广泛关注.我们设计了一种特殊的弱测量程序，即预选择、中选择和后选择，来研究两个弱值的关联函数，我们称之为弱关联函数。本文提出了一个弱测量实验来测量量子力学中的正则交换子$[\hat{x},\hat{p}]=i\hbar$。进一步，我们发现了正则对易关系与Riemann假设之间有趣的等价性，从而得到了非平凡Riemann零点的弱值。最后，作为弱相关性的一个非平凡例子，我们还成功地通过了对泡利算子的（反）算子的测试，这遵循了Aharonov等人1988年里程碑式论文的实验设置。我们提出的实验有望检验量子世界中的基本正则关系，并引发更多关于弱关联的检验实验。
Hyperentanglement-enhanced Weak Value Amplification with High-Order Correlation Function
利用超纠缠，我们提出了一种新的实现弱值放大的具体方案，它可以通过N个超纠缠光子与符合探测实现。与使用N个不相关光子相比，我们的方案可以最佳地将放大因子提高N倍，并达到Heisenberg极限用于参数估计。我们希望我们的研究能对超纠缠在弱测量和量子精密测量中的应用有进一步的启发。
Correlation Picture Approach to Open-Quantum-System Dynamics
我们引入了一种新的动力学图像，称为“相关图像”，它将相关态与其不相关的对应物联系起来。利用这幅图，我们可以推导出一个精确的动力学方程的一般开放系统动力学与系统环境的相关性。即使存在初始系统-环境相关性，这种精确的动力学也是林德布拉德式方程的形式。对于明确的计算，我们还开发了一个弱相关展开形式主义，使我们能够进行系统的微扰近似。这种扩展提供了近似的主方程，可以比现有的弱耦合技术的优势。作为特例，我们推导出一个马尔可夫主方程，这是不同于现有的方法。我们比较我们的方程与相应的标准弱耦合方程的两个例子，其中我们的相关图像形式更准确，或至少作为弱耦合方程的准确性。
Using weak values to experimentally determine "negative probabilities" in a two-photon state with Bell correlations
二分量子纠缠系统可以表现出违反贝尔不等式的测量相关性，揭示了物理宇宙深刻的反直觉性质。这些相关性反映了不可能为在贝尔不等式测试中观察到的所有不同性质的所有值构建联合概率分布。物理上，不可能通过实验测量这样的分布，作为一组相对频率，这是由于投影测量的量子反作用。然而，与量子探针的弱耦合产生最小的反作用，因此能够对一个可观测量的投影进行弱测量，然后对一个非对易的可观测量进行投影测量。通过这种技术，可以凭经验测量与贝尔检验相关的所有可观测值的弱值概率。我们通过实验确定的这个联合分布的边缘，再现了所有可观察到的量子统计，包括违反我们独立测量的贝尔不等式。这是可能的，因为我们的分布，就像它所建立的投影仪的弱值一样，不受区间[0，1]的约束。费曼首先指出，为了在“自然的[局部]隐变量观点”中解释单态相关性，......如果我们允许负概率，一切都很好”。然而，有无限多的这样的理论。我们的方法，涉及“弱值概率”，挑出一组独特的概率，而且这样做的经验。
Quantum correlations responsible for remote state creation: strong and weak control parameters
我们研究了由传输线（均匀自旋1/2链）连接的两个远程量子比特（发送者和接收者）之间的量子关联，取决于发送者和接收者的初始状态（控制参数）的参数。我们考虑两种不同的量子相关性度量：纠缠（传统的度量）和信息相关（基于发送者和接收者之间的参数交换）。我们发现控制参数空间中的域产生（i）在整个演化期间发送者和接收者之间的零纠缠和（ii）发送者和接收者之间的非零信息相关，从而表明信息相关是远程状态创建的原因。在控制参数中，有强参数（强烈影响所研究的测量值）和弱参数（其影响可以忽略不计），其中初始状态的本征值被赋予了特权的作用。我们还证明了量子信息处理中的小纠缠（并发）问题（在某种意义上）类似于线性代数中的小行列式问题。本文提出了一种40节点自旋1/2通信线的特殊模型。
Testing electron-photon exchange-correlation functional performance for many-electron systems under weak and strong light-matter coupling
该研究提出了一种基于局部密度近似（pxcLDA）的光子自由交换-关联泛函，用于描述多电子系统在弱和强光-物质耦合下的电子密度，通过重整化因子提高计算精度。
Protecting quantum correlations of negative quantum states using weak measurement under non-Markovian noise
本文研究非马尔可夫噪声信道中WM与QMR对离散Wigner函数构建的两量子比特负量子态的保护作用，发现部分负量子态在量子关联、保真度及成功概率上优于Bell态。
Weak measurement induced super discord can resurrect lost quantumness
投影测量通常会破坏复合系统中两个子系统之间的量子关联，从而使测量的状态对任何有效的量子信息处理和量子计算任务都是无用的。弱测量对量子系统的作用是温和的，并不迫使系统态完全退相干，从而揭示了超量子失谐，它比一般的量子失谐具有更大的价值。值得注意的是，我们证明了后测态的超量子无序等于原态的超量子无序与正常量子无序之差。因此，弱测量具有恢复任何复合量子态的丢失的量子性的能力。这表明在任何复合态中额外的量子关联都存在一个守恒定律。在初始状态下被投影测量破坏的额外量子关联的量等于在测量后状态下被弱测量捕获的额外量子关联的量。
Non-zero total correlation means non-zero quantum correlation
我们研究了基于弱测量的超量子不和谐。超量子不和谐是由投影测量定义的标准量子不和谐的扩展，也描述了相关性的量子性。利用量子失协、经典关联和互信息给出了零超量子失协的等价条件。特别地，我们发现只有互信息为零的乘积态的超量子不和谐为零。这一结果表明，非零关联总是可以检测到使用量子关联与弱测量。作为一个例子，我们提出了辅助状态判别方法。
Two-body momentum correlations in a weakly interacting one-dimensional Bose gas
分析了均匀弱相互作用一维玻色气体的两体动量关联函数。我们发现，强烈的正相关相反的动量，预期在玻色-爱因斯坦凝聚体与真正的长程序，几乎消失在相位波动准凝聚的长程序被破坏。使用Luttinger液体方法，我们推导出一个解析表达式的动量关联函数在准凝聚制度，显示（i）减少和扩大的相反的动量相关性（相比，在一个真正的凝聚奇异行为）和（ii）出现在小动量的关系。我们还数值研究的准凝聚和理想的玻色气体政权之间的交叉的动量相关性，使用经典的场的方法，并显示如何逐渐消失在理想的气体限制的关系。
Weak-valued correlation functions: Insights and precise readout strategies
本文定义弱值关联函数，提出利用弱测量在仪器上记录该函数的通用方法，并通过受扰量子谐振子数值实验及量子场论扩展验证其可行性。
Quantum weak invariants: Dynamical evolution of fluctuations and correlations
弱不变量是具有保守期望值的依赖于时间的可观测量。然而，它们的波动在时间上并不保持恒定。假设一个开放量子系统的态的时间演化是以一个完全正的映射给出的，即使该映射不是单位的，涨落也会单调增长，这与冯诺伊曼熵和雷尼熵的单调增长都要求该映射是单位的事实相反。这样，弱不变量以不同于熵的方式描述时间不对称性。当系统密度矩阵服从Gorini-Kossakowski-Lindblad-Sudarshan方程时，给出了与弱不变量相关的协方差矩阵随时间演化的公式.
Sensing Based on Quantum Correlation of Photons in the Weak Nonlinear Regime
针对弱非线性区光子量子关联效应应用研究不足的问题，本文提出基于量子干涉的光子量子关联灵敏传感方案，通过观测MZI输出场的UPB及二阶关联函数对系统参数的高敏感性，实现角速度和温度传感，为该效应拓展了实际应用场景。
Atom-field correlations in the weak-excitation limit of absorptive optical bistability
从线性化的量子涨落理论出发，计算了吸收光学双稳弱激发极限下的稳态和一阶时变原子-光场关联函数。在[H. J. Carmichael，Phys.Rev.A33，3262（1986）]，其适合于确定互相关，因为其不诉诸绝热消除。特别强调的是放在集体强耦合的限制，从消失的光子损失率。我们比较的腔透射谱与宏观耗散系统的实验结果，讨论了异常相关的作用，作为不同的非经典功能。
Dynamics revealed by correlations of time-distributed weak measurements of a single spin
我们表明，在随机输出的时间分布的弱测量的相关性可以用来研究一个单独的量子对象的动力学，与原理证明设置的基础上，由一个量子点的单自旋引起的小法拉第旋转。特别是，三阶关联可以揭示“真实的”自旋退相干，否则，这将被掩盖的非均匀加宽效应在二阶关联。这种方法的可行性在于：（1）在弱测量中，将干扰系统动力学的状态崩溃以非常低的概率发生，以及（2）将量子对象投射到已知基态的测量的一次发射用作演化的启动器或停止器，而无需如传统自旋回波中所要求的那样泵浦或相干控制系统。
Repeated weak measurements: watching quantum correlations evolve
本文提出一种基于弱量子测量的非侵入性方法，直接测量动态相关函数而不扰动系统，展示了其在玻色-爱因斯坦凝聚体中的应用，拓展了传统强测量的能力。
Quantum nonlinear spectroscopy via correlations of weak Faraday-rotation measurements
本文提出利用相干光束偏振作为量子传感器，通过测量弱法拉第旋转的关联差分光子计数，实现量子非线性光谱学，以提取量子多体系统中任意类型和阶次的磁涨落关联。
Two-outcome synchronous correlation sets and Connes' embedding problem
我们证明了Connes的嵌入问题等价于两输出同步相关集上的弱Tsirelson问题。进一步证明了两输出同步相关集的极值点可以用一类泛C* 代数来实现。我们研究这些代数在三个实验的情况下，并验证强和弱Tsirelson问题有肯定的答案，在该设置。
Electric field induced tuning of electronic correlation in weakly confining quantum dots
我们对用局域液滴腐蚀法制备的GaAs/AlGaAs量子点中的量子限制斯塔克效应进行了理论和实验相结合的研究。在实验中，我们探测的永久电偶极子和极化的中性和带正电的激子弱限制在GaAs量子点通过测量它们的光发射的影响下，沿生长方向施加的可变电场。基于组态相互作用方法的计算显示出与实验的良好的定量一致性，并使我们能够阐明库仑相互作用之间的约束粒子和-更重要的是-的电子相关效应的斯塔克位移的作用。此外，我们展示了电场如何改变弱限制系统中多粒子复合物的特性，如内置偶极子，结合能和重-轻空穴混合，强调了量子限制斯塔克效应常用模型的不足之处。
扫码添加微信好友，提出您的宝贵建议 👇
💡 备注请填写：网站反馈
发表机构由 AI 从论文文本抽取，如发现错误，欢迎反馈修正建议。