Quantum tomography in position and momentum space
介绍了一种在位置和动量空间中对连续变量系统进行量子层析成像的方法。我们考虑一个单一的二能级探针与量子谐振子相互作用的一类哈密顿，线性的位置和动量变量，在一个可调的时间跨度。我们研究了两种情况：纯态波函数的重建和混合态密度矩阵的直接测量。我们表明，我们的方法可以应用到几个物理系统中，高量子控制可以通过实验实现。
2012-05-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Quantum tomography of inelastic electron scattering \emph{via} orbital angular momentum states
Ernst Ruska-Centre for Microscopy and Spectroscopy with Electrons, Forschungszentrum Jülich（于利希研究中心恩斯特·鲁斯卡电子显微镜与谱学中心）；Nexus for Quantum Technologies, University of Ottawa（渥太华大学量子技术联盟）；Istituto Nanoscienze, Consiglio Nazionale delle Ricerche（国家研究委员会纳米科学研究所）；Istituto per la Microelettronica e i Microsistemi, Consiglio Nazionale delle Ricerche（国家研究委员会微电子与微系统研究所）；Università di Modena e Reggio Emilia（摩德纳和雷焦艾米利亚大学）；Thermo Fisher Scientific（赛默飞世尔科技）
本文提出将量子层析限制在电子轨道角动量子空间的简化方法，利用OAM分选器降低实验计算负担，通过结构化电子探针研究碳膜非弹性散射，揭示对称破缺效应等，为电子散射量子层析提供有效手段。
2026-08-03 quant-ph
Quantum state tomography of dissociating molecules
使用断层重建，我们确定了完整的核间量子态，表示的Wigner函数，解离I2分子的飞秒时间分辨的位置和动量分布的原子碎片的基础上。实验数据记录的定时电离的光碎片与一个强烈的20 fs的激光脉冲。我们的重建方法，依赖于Jaynes的最大熵原理，也将适用于时间分辨的位置或动量数据与其他实验技术。
2003-01-24 physics.chem-ph quant-ph
Efficient quantum state tomography with auxiliary Hilbert space
量子态层析成像是量子通信、计算、计量和模拟的重要工具。对高维量子系统进行有效的量子态层析成像仍然是一个具有挑战性的问题。本文提出了一种新的量子态层析成像方法-辅助希尔伯特空间层析成像，以避免在量子态层析成像实验中测量前的预旋转。我们的方法需要在一个更高的维度空间，其中包含的子空间，包括准备状态的投影测量。我们用光子的轨道角动量态实验证明了这种方法。在我们的实验中，量子态层析测量就像用照相机拍照一样简单。我们实验验证了我们的方法与近纯态和混合态的轨道角动量的维数高达$d=13$，并实现大于95%的状态的结晶度为所有测试的状态。该方法大大降低了全量子态层析测量的复杂度，在各种高维量子信息任务中具有潜在的应用前景。
2019-08-06 physics.optics quant-ph
Tomography-based Quantum Key Distribution
先前已经表明，量子态断层扫描可以用于增加量子密钥分发（QKD）的密钥速率，用于量子比特的特殊情况（即，d=2）。在这里，我们考虑更高维度的情况，即，qudits的量子密钥分配方案，并表明，对于素数d>2，与标准的（d+1）基方案相比，量子态层析成像也可以提高d维基于qudit的QKD方案的密钥速率.我们将我们的结果应用到以前的基于OAM（轨道角动量）编码的QKD实验中，并证明了基于断层扫描的QKD协议的优势。此外，我们比较了基于断层扫描的QKD协议和参考帧无关的QKD协议的密钥速率。我们表明，对于一个旋转通道，这两个协议给出了相同的密钥速率。然而，对于任何其他信道，基于断层扫描的QKD协议总是给出比参考帧无关的QKD协议更高的密钥速率。
2020-08-26 quant-ph
OAM tomography with Heisenberg-Weyl observables
携带轨道角动量（OAM）的光子是一种优良的量子比特，在长距离量子通信、$d$维隐形传态、高分辨率成像和计量等方面有着广泛的应用。所有这些协议都依赖于量子层析成像来检测OAM状态，目前需要涉及空间光调制器和模式滤波器的复杂测量。为了简化OAM状态的测量和表征，这里我们应用最近的断层扫描协议[Asadian等人，\pra { \bf 94}，010301（2016）]。我们的方案用于$d$维度中的OAM层析成像，仅需要对模式量子位的一组测量，即，二维系统。这通过在OAM状态上执行广义泡利算子$X_d, Z_d$的能力来取代OAM测量的当前复杂性。我们的方案原则上可以适应其他自由度，从而为更复杂的量子断层扫描开辟了道路。
2020-03-19 quant-ph
Position Measurements Obeying Momentum Conservation
我们提出了一个迄今为止未知的基本测量的基本限制：当物体和设备的总动量守恒时，量子物体的位置。这一结果扩展了著名的Wigner-Araki-Yanase（WAY）定理，并表明只有当设备中存在较大的动量不确定性时，精确的位置测量才是实际可行的。
2011-02-24 quant-ph
Position and momentum observables on R and on R^3
我们刻画了R和R^3上所有的位置和动量观测量。我们研究了它们的一些运算性质，并讨论了它们的协变联合观测量。
2004-03-15 quant-ph
Complementarity between Position and Momentum as a Consequence of Kochen-Specker Arguments
我们给出了两个简单的Kochen-Specker参数之间的互补的位置和动量分量的无自旋粒子，参数的结构是相同的佩雷斯和Mermin自旋1/2粒子。
1999-12-26 quant-ph
Momentum-position realization of the Einstein-Podolsky-Rosen paradox
我们报告的动量位置实现EPR悖论使用直接检测共线II型相位匹配参量下转换发射的光子的近场和远场。使用这种方法，我们实现了测量的双光子动量-位置方差积的$0.01\hbar^2$，这大大违反了EPR和可分性标准的界限。
2003-09-15 quant-ph
Uncertainty related to position and momentum localization of a quantum state
本文用熵不确定关系描述了与量子态的位置和动量局域化有关的不确定性。对[Phys.Rev.A74，052101（2006）]中的不等式作了改进，引入了一个新的熵测度，并给出了相应的不确定关系.
2010-10-15 quant-ph
Four-dimensional Quantum Key Distribution using Position-Momentum and Polarization Correlations
我们的实验表明，它是可能的制备和检测光子对自发参量下转换表现出同时的位置动量和偏振相关性，足以实现一个四维密钥分配协议。
2005-10-12 quant-ph
Characterization of non-classical particle propagation using superpositions of position and momentum
Graduate School of Advanced Science and Engineering, Hiroshima University（广岛大学先进理工学研究科）
研究通过Sagnac干涉仪生成位置和动量叠加的光子，利用不同测量设置获取横向分布，展示干涉效应如何导致位置和动量的局部化，并违反牛顿第一定律。
2026-06-29 quant-ph
Wigner function and the successive measurement of position and momentum
维格纳函数是一种准分布，它提供了量子力学系统在位置和动量相空间中的状态表示。在本文中，我们找到了维格纳函数和适当的测量之间的关系，包括系统的位置和动量，推广了冯诺依曼测量模型。我们引入两个探头耦合连续的时间投影仪与系统的位置和动量。我们表明，可以将维格纳函数的柯克伍德联合准分布的位置和动量，后者，反过来，是一个特殊的情况下，连续测量。我们首先考虑在连续希尔伯特空间中描述的量子力学系统的情况，然后转向离散的有限维希尔伯特空间的情况。
2013-12-25 quant-ph
Entropic uncertainty relations in multidimensional position and momentum spaces
基于交换子的熵不确定性关系，在多维的位置和动量空间的推导，双重推广以前的熵不确定性关系的单模状态。它们提供了最优下界，并隐含了基于多维方差的不确定原理。文章最后提出了一个公开的猜想。
2021-07-30 quant-ph
The position-momentum symmetry principle
它表明，傅立叶变换，关系的位置和动量表示的量子力学可以被理解为一个对称性原则，建立了等价的存在和成为现实的描述的后果。然而，有其他变换兼容相同的原则，可能导致不同的形式主义的量子力学。
2013-11-11 quant-ph
A double slit and a position-momentum EPR correlation
由于发表了类似的论文（quant-ph/9904075），作者撤回了该论文。
2001-05-25 quant-ph
Geometry of Uncertainty Relations for Linear Combinations of Position and Momentum
对于单自由度的量子粒子，我们导出了位置和动量观测量的$N$线性组合所满足的解析和与积不确定关系。状态独立的边界取决于它们的不相容程度，该不相容程度由$N$维系数空间中的一个子空间的面积定义。最大的不相容性发生，如果可观的相空间中产生正多边形。我们还猜想一个Hirschman型的不确定性关系N观测线性的位置和动量，推广原来的关系，下界的位置和动量香农熵的粒子。
2017-12-29 quant-ph
On position, momentum and their correlation
考虑了位置和动量观测量，研究了最简单的自由粒子一维运动量子系统的位置和动量观测量之间的关联。代数和特征值问题的相关性观测和它可能的相关性的泡利问题的解决方案进行了分析。这种相关性为波包的收缩和扩散提供了一种简单的解释，这种解释是基于量子场论提出的本体论的量子力学解释。几个属性和猜测有关的位置-动量的相关性被提到。
2013-08-22 quant-ph
An Alternative Commutation Relation Between Position and Momentum Operators of Massless Particles
最近发表的一项工作似乎已经解决了为光子寻找合适的位置算符的问题，它是基于无质量粒子的位置算符和动量算符之间的一种新的对易关系[1]。虽然[1]的作者已经提出了一个支持新的交换子的经典推理，但在这里我们将基于量子力学论证来找到这个新的交换子。
1998-11-25 quant-ph
Controlling and measuring a superposition of position and momentum
本文通过狭缝、透镜和干涉仪制备光子的位置与动量叠加态，实验观测到位置与动量间的量子干涉，并验证其概率结果比经典下界低5.9%。
2022-07-15 quant-ph
The uncertainty relation for joint measurement of position and momentum
我们证明了一个不确定性关系，它对任何位置和动量的联合测量施加了约束。它的形式是$(ΔP)(ΔQ)\geq C\hbar$，其中“不确定性”量化了联合测量的边际与相应的理想可观测值之间的差异。应用到一个近似的位置测量，然后是一个动量测量，不确定性成为位置测量的精度$ΔQ$，和扰动$ΔP$的共轭变量引入这样的测量。我们还确定了最佳常数$C$，这是一个独特的相空间协变测量。
2004-05-30 quant-ph
Position-momentum local realism violation of the Hardy type
我们表明，它是，在原则上，有可能进行局部现实主义违反实验的哈代型，其中只有位置和动量的测量是由两个粒子从一个共同的来源。在光域中，电磁场的同相和异相幅度分量的零差检测类似于位置和动量测量。因此，在仅采用零差检测的光学系统中，可能存在Hardy类型的局部真实性违反。
1999-09-14 quant-ph
Position-momentum entangled photon pairs in non-linear wave-guides and transmission lines
本文分析了光在非线性波导和传输线中的相关特性，预言了Kerr型非线性光子电路中光子对EPR佯谬的位置-动量实现，以及如何产生和探测双光子纠缠态。
2016-04-26 quant-ph
The Husimi function and a successive measurement of the position and the momentum
在本文中，我们考虑解释的Husimi函数的概率分布的连续测量，这是明确分开的测量的位置和动量。我们还证明了这种连续测量在接近实验的情况下可以很容易地实现，并且这种测量对应于Aharanov的一种弱测量。
2012-11-14 quant-ph
A Possible Einstein-Podolsky-Rosen Probe of the Momentum-Position Uncertainty Relation
有人建议，测量碱金属原子激发后，从陷阱提取的光电子发射的产品，可能会，使用EPR策略，表现出显着违反的动量-位置不确定性关系。如果这失败了，这是很有可能的，可能的原因，如追溯传播的影响和追溯失败，可以测试所提出的设备。
1997-12-02 quant-ph
Mapping single electron spins with magnetic tomography
映射单电子自旋的位置对于诸如纳米级磁共振成像和量子网络表征的应用是高度期望的能力。在这里，我们展示了一种基于旋转外部磁场的方法来识别量子自旋传感器附近的单电子自旋的精确位置。我们使用金刚石中的氮空位中心作为量子传感器，并通过改变磁场矢量来调制晶体中与邻近电子自旋的偶极耦合。偶极耦合的调制包含关于自旋坐标的信息，从中我们以0.9 μ π ι的不确定性提取其位置。结果表明，该方法可以实现距离传感器10 nm以内的电子自旋的纳米级定位.我们讨论了该方法的适用性映射超精细耦合电子自旋，并表明它可以应用于定位氮氧自由基。磁层析成像方法可用于距离测量，以研究单个分子的结构。
2022-11-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
Tracking the Evolution of Near-Field Photonic Qubits into High-Dimensional Qudits via State Tomography
Technion – Israel Institute of Technology（以色列理工学院）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）
研究通过量子态层析成像揭示光子在近场与自由空间间耦合时量子信息的演化，发现近场TAM量子比特转化为自由空间纠缠于SAM和OAM的四态，验证了高维量子电路芯片开发的新方法。
2025-04-29 physics.optics quant-ph
Analysis of a trapped Bose-Einstein condensate in terms of position, momentum, and angular-momentum variance
我们分析，解析和数值，位置，动量，特别是角动量方差的玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）被困在一个二维各向异性陷阱的静态和动态的情况。在平均场水平的方差之间的差异，这是由于形状的BEC，和方差在多体水平，其中包括耗尽，被用来表征位置，动量，角动量的相关性在有限系统的BEC和在一个无限数量的粒子的限制，其中玻色子是$100\%$凝聚。最后，我们还探讨了差异之间的相互联系。
2019-09-30 cond-mat.quant-gas quant-ph
Tomography of band insulators from quench dynamics
我们提出了一个简单的方案，在一维和二维光晶格中的两个亚晶格态的带绝缘态的层析成像。特别是，该计划映射出整个布里渊区的Berry曲率，并提取拓扑不变量，如陈数。测量依赖于观察-通过飞行时间成像-在能带结构突然淬灭之后动量分布的时间演化。我们考虑两个例子的实验相关性：哈珀模型与$π$ -通量和蜂窝晶格上的Halcantine模型。此外，我们说明了该计划的性能存在的抛物线陷阱，噪声和有限的测量分辨率。
2014-07-17 cond-mat.quant-gas quant-ph
Polarization and Orbital Angular Momentum Encoded Quantum Toffoli Gate Enabled by Diffractive Neural Networks
针对量子通用操作需求，提出并实验演示了基于单光子偏振和轨道角动量编码的衍射神经网络量子Toffoli门，实现97.27±0.20%的平均真值表可见度和94.05±0.02%的过程保真度，无需指数级光学元件且可扩展至其他三量子比特门。
2024-11-26 physics.optics quant-ph
On the coexistence of position and momentum observables
我们研究了位置和动量观测量共存的问题。我们刻画了具有一个联合观测量的位置和动量观测量对。
2005-04-22 math-ph math.MP quant-ph
Student difficulties with quantum states while translating state vectors in Dirac notation to wave functions in position and momentum representations
我们管理的书面自由回答和多项选择题，并进行个别访谈，以调查的困难，高层次的本科生和研究生与量子态，而狄拉克符号的状态矢量转换为波函数的位置和动量表示。我们发现学生在将狄拉克符号中的状态矢量转换为位置或动量表示中的波函数时有共同的困难。
2015-09-14 physics.ed-ph quant-ph
Generalized Marginals of tie -Wigner Distribution nand Lagrangian Tomography
University of Vienna（维也纳大学）；Faculty of Mathematics (NuHAG)（数学学院（NuHAG））
该研究基于辛群传递作用建立拉格朗日Radon变换的辛形式，将Wigner变换边际扩展至任意拉格朗日子空间，统一处理辛旋转关联的位置与动量测量，解决Pauli重构问题并建立密度算子重构公式。
2026-08-04 math-ph math.FA math.MP
Momentum and Position Representations for the q-deformed Euclidean Quantum Space
我们总结了一些基本的数学工具分析的q-变形欧氏空间。我们使用新的工具来检查q变形的动量或位置算子的框架内的星产品形式主义的本征函数。我们表明，这两个系统的功能是完整的和正交的。利用q变形的动量或位置本征函数，我们计算了动量或位置算符的矩阵元。关于期望值和概率密度的考虑结束了研究。
2019-10-05 math-ph math.MP quant-ph
Displacement-noise-free gravitational-wave detector using quantum tomography of photon orbital angular momentum states
School of Physics and Technology, Wuhan University（武汉大学物理科学与技术学院）；Department of Physics, Xiamen University（厦门大学物理系）
该研究提出利用光子轨道角动量态量子层析的无位移噪声引力波探测框架，可解算全部7个引力波参数，填补0.1–10 Hz中频缺口，估算信号功率达nW级，灵敏度满足探测要求。
2026-10-16 astro-ph.IM gr-qc physics.ins-det
Cooling-by-measurement and mechanical state tomography via pulsed optomechanics
观察一个物理量而不干扰它是控制单个量子系统的关键能力。这种反作用规避或量子非破坏测量最早是在20世纪70年代在引力波探测的背景下引入的，以通过对测试质量运动的高精度监测来测量测试质量上的弱力。现在，这种技术已经成为量子科学中不可或缺的工具，用于制备、操纵和检测光、原子和其他量子系统的量子态。在这里，我们通过实验进行快速的光学量子噪声限制的测量的机械振荡器的位置，通过使用光脉冲的持续时间远远短于一个周期的机械运动。使用这种反作用回避相互作用，我们进行了状态准备和全状态断层扫描的机械运动状态。我们已经重建了位置不确定性降低到19 pm的机械状态，受限于光脉冲的量子波动，并且我们已经执行了“通过测量冷却”以将机械模式温度从初始的1100 K降低到16 K。未来对这项技术的改进可能会允许量子压缩的机械运动，甚至从室温，和重建的非经典状态表现出负区域的相空间准概率分布。
2013-05-15 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
