Nondistortion Quantum Interrogation using EPR entangled Photons
我们提出了一种新的方案,无失真量子询问(NQI),定义为一个相互作用的自由测量,保持被检测对象的内部状态。在我们的方案中,使用两个EPR纠缠光子作为探针,在马赫-曾德尔干涉仪的四个端口进行偏振敏感测量。与单光子方案相比,双光子方案具有更高的几率对量子叠加态制备的原子进行保初询问。在没有成功检测到原子存在的情况下,由于原子的初始状态是未扰动的,因此可以重复实验。
2001-03-16 quant-ph
Quantum interrogation of imperfect absorbers using post-selection
本研究提出一种基于相长干涉与后选择的量子询问测量方案,可对非理想吸收体实现单程高效探测,验证了其在两类光源下的适用性,证明后选择可提升抗噪性,且条纹可见度可量化吸收体透射率,还揭示了其与非幺正算子弱值的关联。
2025-06-16 quant-ph
Conditions for Nondistortion Interrogation of Quantum System
在某些物理考虑下,我们提出了一个普适的公式来研究在不扰动未知内部状态的情况下将量子物体局域在给定区域的可能性。当目标与探针波函数仅发生一次相互作用时,证明了保持初始状态的方法检测目标存在的充要条件。同时,得到了条件最优询问概率。
2002-10-29 quant-ph
Bosonic CNOT gates with Quantum Interrogation
提出了一种基于量子探询和玻色粒子扩展的线性光学量子计算模型的原子离子CNOT门方案。我们展示了粒子碰撞的可能性如何提供通用量子门所需的强相互作用。提出了两种原子光学方案。与以前的方案不同,这些门同时是非破坏性的,对任意输入都有效,并且可以在无损情况下以接近统一的概率工作。数据被编码到位置模式中,并且门只需要基本的原子光学元件,这可能会使量子计算机实现更简单。
2008-04-09 quant-ph
Quantum states interrogation using a pre-shaped free electron wavefunction
本文提出了一个基于自由电子-束缚电子共振相互作用的二能级系统量子态的理论。该方案基于自由电子,其量子电子波函数在电子显微镜装置中被激光器预成形或光学调制,然后被量子TLS目标非弹性散射(例如,原子、量子点、晶体缺陷中心等)在接近目标的地方移动。测量电子的后相互作用能谱,探测并量化预激发TLS的完整布洛赫球参数,并实现量子比特状态的相干控制。该方案比基于激光的方案的突出优点是寻址单个TLS目标的原子尺度空间分辨率。因此,该方案为电子显微镜在材料询问和量子信息技术中开辟了新的视野。
2022-06-21 quant-ph
Quantum Prisoners' Dilemma under Enhanced Interrogation
在量子版的囚徒困境中,每个囚徒都有一个量子比特,量子比特可以纠缠在一起。我们通过引入第三个量子比特来扩大可用的希尔伯特空间,量子比特可以与其他两个量子比特纠缠在一起。我们讨论了一种基于三方纠缠的增强型审讯技术,并分析了纳什均衡。我们表明,三方纠缠接近W-状态,存在纳什均衡,符合帕累托最优选择,两个囚犯合作。在W态和纯二体纠缠态之间的连续变化时,博弈具有令人惊讶的丰富结构。二分和三分纠缠的作用进行了探讨,以解释这种结构。
2017-11-30 quant-ph
High-efficiency quantum interrogation measurements via the quantum Zeno effect
量子询问现象允许人们在没有测量光与其相互作用的情况下光学检测吸收物体的存在。在量子芝诺效应的应用中,物体抑制了光的相干演化,使得询问光子被吸收的概率原则上可以任意小。我们已经实现了这种技术,证明效率超过50%的理论最大值的原始“无交互”的测量建议。我们还预测和实验验证了以前未被怀疑的依赖损失,效率高达73%的观察和效率高达85%的可行性被证明。
1999-09-27 quant-ph
The temporal resolution limit in quantum sensing
本研究结合量子态可区分条件与量子速度极限,确立了询问时间下界,证明低于该界限时信息将不可避免丢失,并将结论推广至含时信号哈密顿量,阐明了其对磁场测量和时间分辨率的影响。
2025-07-12 quant-ph
Heisenberg-limited atom clocks based on entangled qubits
我们提出了一个量子增强的原子钟协议的基础上组顺序较大的格林伯格-霍恩-蔡林格(GHZ)状态,实现了最好的时钟稳定性允许的量子理论的对数校正。与这样的级联的GHZ状态的激光相位的同时询问实现了相位估计算法的非相干版本,其使得能够进行海森堡限制的操作,同时将拉姆齐询问时间延长到激光噪声极限之外。我们比较了新的协议与国家的最先进的审讯计划,并表明纠缠允许一个显着的量子增益的稳定性短的平均时间。
2013-10-22 quant-ph
Enhanced measurement precision with continuous interrogation during dynamical decoupling
针对动力学解耦会抵消直流信号的问题,本文提出相位中继方法以在多个DD周期中连续询问直流信号,并在原子旋量BEC弱磁场测量中展示其可逼近SQL或HL灵敏度。
2023-06-01 quant-ph
Quantum-enhanced phase interrogation of a fiber-optic strain sensor
Université Côte d’Azur(蔚蓝海岸大学);CNRS(法国国家科学研究中心);Consiglio Nazionale delle Ricerche, Istituto Nazionale di Ottica (INO)(意大利国家研究委员会,国家光学研究所)
本研究展示了利用 N=2 NOON 态双光子纠缠态,通过光纤内马赫-曾德尔干涉仪读出,实现光纤应变传感器的量子增强相位 interrogation,使测量噪声低于标准量子极限,证明了光功率约束下的量子优势。
2026-10-15 physics.optics quant-ph
Optimizing Passive Quantum Clocks
我们描述了被动原子钟协议的基础上的原子的量子讯问。与以前的技术不同,我们的协议是自适应的,并利用有关时钟状态的先验信息。为了减少与理想时钟的偏差,每个询问通过用于原子状态准备和测量的半定程序进行优化,其目标函数取决于先验信息。我们对时钟状态的了解是根据贝叶斯模型来维护的,该模型考虑了噪声和测量结果。我们实现了一个完整的模拟运行的时钟与幂律噪声模型,并通过应用我们的技术发现显着的改善。
2014-04-15 quant-ph
Application of Optimal Control to Time-Resolution Protocol for Quantum Sensing
本文应用最优控制理论优化量子传感时间分辨协议,发现存在临界询问时间,短时区提出仅含平滑控制的失谐协议以利于实验实现,并概述其在超导量子比特磁通脉冲失真校准中的应用。
2025-11-07 quant-ph
Demonstration of atom interrogation using photonic integrated circuits anodically bonded to ultra-high vacuum envelopes for epoxy-free scalable quantum sensors
本文提出通过阳极键合将 PIC 气密集成到真空外壳,避免环氧树脂造成的真空退化,并以冷原子和碱金属原子光谱实验验证其用于可扩展量子传感器的可行性。
2024-09-09 physics.app-ph quant-ph
Quantum Oracle Interrogation: Getting all information for almost half the price
考虑量子计算机与域大小为N的二进制预言机的组合。它示出了如何N/2+sqrt(N)调用的oracle是足够的猜测的整个内容的oracle(是一个N位字符串)的概率大于95%。这与传统计算机的能力形成了鲜明对比,传统计算机需要N次调用才能完成相同的任务。从这个结果可以得出,如果我们允许很小的错误概率,任何以Oracle的N位作为输入的函数都可以使用N/2+sqrt(N)查询来计算。它还表明,这个错误概率可以任意小,通过使用N/2+O(sqrt(N))Oracle查询。该条第二部分考虑了“近似讯问”。这是当仅请求N个oracle位的某一部分时。在这种情况下,量子算法也优于经典协议。给出了一个例子,其中具有N/10个查询的量子过程返回一个字符串,其中80%的位是正确的。任何经典协议都需要6 N/10个查询来建立这样的正确率。
1998-09-11 cs.CC quant-ph
Quantum gravimetry with intrinsic quantum time uncertainty
Qatar Center for Quantum Computing, College of Science and Engineering, Hamad Bin Khalifa University(卡塔尔量子计算中心,科学与工程学院,哈马德·本·哈利法大学);Department of Mathematical and Computational Sciences, University of Toronto(数学与计算科学系,多伦多大学);Canadian Quantum Research Center(加拿大量子研究中心)
研究了具有内在时间不确定性的时间探测对量子重力仪的影响,通过两参数量子 Fisher 信息矩阵分析,揭示了重力-时间交叉项的线性特性,并在三个基准模型中验证了重力信息的优化方法。
2026-04-25 quant-ph
Quantum Metrology in Correlated Environments
通过变分方法,我们解析地得到了相关马尔可夫和非马尔可夫环境中频率测量的精度界。证明了在标准Ramsey光谱系统中,乘积态和最大纠缠态在最大关联马尔可夫和非马尔可夫环境中的等价性。我们发现,最佳的测量可以实现更高的分辨率比标准的拉姆齐光谱在相关的环境。当处于最大纠缠态的粒子数为偶数时,精度界随询问时间的增加而减小;当处于最大纠缠态的粒子数为奇数时,精度界与询问时间无关。此外,在一些特殊的非马尔可夫环境中,也可能出现相反的情况。
2013-12-25 quant-ph
One second interrogation time in a 200 round-trip waveguide atom interferometer
我们报道了一个多回路引导原子干涉仪,其中原子进行200个小幅度的往返,而不是一个大的单一轨道。该方法通过使用超冷39 K气体和磁费什巴赫共振来实现,该磁共振可以将s波散射长度调谐到零以显着减少冷碰撞的原子损失。该方案对噪声环境具有弹性,在没有任何振动噪声隔离或消除的情况下实现0.9 s的询问时间。一种形式的量子锁定放大可以与该设备一起使用,以高灵敏度测量局部电位。我们用这种方法测量了39 K基态在1064 nm处的动态极化率。该干涉仪也可能是一个有用的方法来建立一个紧凑的多回路Sagnac原子干涉仪的旋转传感。
2022-07-03 physics.atom-ph quant-ph
Credible-interval-based adaptive Bayesian quantum frequency estimation for entanglement-enhanced atomic clocks
Sun Yat-Sen University (Zhuhai Campus)(中山大学(珠海校区));Shenzhen University(深圳大学);Quantum Science Center of Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area (Guangdong)(粤港澳大湾区量子科学中心(广东))
本研究提出了一种基于可信区间的方法的自适应贝叶斯量子频率估计协议,用于增强纠缠的原子钟,实现了双海森堡极限精度扩展,同时扩展了动态范围并提高了稳定性。
2025-11-05 physics.atom-ph quant-ph
Collective cavity quantum electrodynamics in solid-state optical clocks
Institute of Science and Technology Austria(奥地利科学技术研究所);Technische Universität Wien(维也纳工业大学);Wolfgang Pauli Institute(沃尔夫冈·泡利研究所)
针对固态频率标准受退相干限制的问题,提出三种腔QED增强询问方案,利用钍核集体耦合实现快速探测,并揭示集体协同性对频率不稳定性的关键作用及最优运行条件。
2026-09-22 nucl-th physics.optics quant-ph
Restoring Heisenberg limit via collective non-Markovian dephasing
在这项工作中,一个精确可解的N个两能级系统与一个单一的玻色子退相水库相互作用的模型被认为是解开集体非马尔可夫退相所发挥的作用。我们表明,该模型的纠缠态的相位估计可以超过标准的量子极限,并证明海森堡标度与任意温度的原子数。对于某一类库态密度,在原子数较大的情况下,退相干可以得到抑制,并且在任意的询问次数下,退相干可以恢复到海森堡极限。我们确定的第二类密度时,海森堡标度可以恢复任何有限的询问时间。我们还发现了第三类密度时,标准的量子极限只能在初始阶段的动态Zeno政权。
2018-09-28 quant-ph
Non-Gaussian Precision Metrology via Driving through Quantum Phase Transitions
提出了一种利用纠缠非高斯态实现高精度量子干涉测量的方案,即通过量子相变来驱动系统。光束分裂是通过驱动系统从非简并态到简并态而实现的,其中初始非简并基态演化为高度纠缠态。因此,光束的复合,其中的输出状态在询问后变得逐渐解开,是通过驱动系统从简并状态到非简并状态来完成的。在询问过程中积累的相移可以通过人口测量轻松推断。我们应用我们的计划玻色凝聚原子和囚禁离子,并发现海森堡有限的精度标度可以接近。我们提出的方案不需要单粒子分辨检测,是在目前的实验技术范围内。
2018-01-10 cond-mat.quant-gas quant-ph
Non-equilibrium quantum thermometry with bosonic samples
University of Gdańsk(格但斯克大学);ICFO-Institut de Ciències Fotòniques, The Barcelona Institute of Science and Technology(ICFO-光子科学研究所,巴塞罗那科技研究院)
研究强耦合非马尔可夫玻色子探针的非平衡量子测温,发现量子Fisher信息随时间非单调且存在最优测量时间,压缩态提供瞬态优势,强耦合下低温相对误差呈多项式发散。
2026-06-29 quant-ph
Molecular-ion quantum technologies
量子逻辑技术的状态准备,操纵,和非破坏性的审讯越来越多地被采用的实验单分子离子限制在陷阱。通过共捕获原子离子在量子水平上控制分子离子的能力为精密光谱学、量子信息处理、冷化学和分子量子技术领域的新实验提供了有趣的可能性。本文综述了这一领域的基本实验方法、最新进展和展望。
2022-04-19 physics.atom-ph physics.chem-ph quant-ph
An Invisible Quantum Tripwire
我们在这里提出了一个量子绊网,这是一个量子光学讯问技术,能够检测到入侵的绊网被发现的入侵者的概率非常低。我们的方案结合了无相互作用测量与量子芝诺效应,以询问入侵者的存在没有相互作用。绊网利用了我们发现的量子芝诺效应的一种奇怪的非线性行为,这种行为发生在一个有损耗的系统中。我们还采用了统计假设检验协议,使我们能够计算出一定数量的试验后的无相互作用测量的置信水平。因此,我们的量子入侵者警报系统在现实大气条件下对光子损失和失相具有鲁棒性,其设计最大限度地减少了误报和漏报的概率以及入侵者可见的概率。
2010-10-01 quant-ph
A discrete memory-kernel for multi-time correlations in non-Markovian quantum processes
开放系统动力学的有效模拟对量子科学和技术具有广泛的重要意义。在这里,我们介绍了一个推广的传输张量,或离散时间记忆内核,形式主义多时间测量的情况下。转移张量方法开始计算一个开放的少体量子系统在长时间内的状态,假设只有短时间的系统轨迹可用。在这里,我们showthat转移张量方法可以扩展到过程中,包括多个询问(例如测量)的开放系统动态,因为它的演变,使我们能够传播高阶短时关联函数到以后的时间,而无需进一步求助于底层系统环境的演变。我们的方法利用开放量子过程的过程张量描述来表示和传播动态的对象,从中可以提取任何多时间相关。作为该方法的效用的一个例子,我们研究了在范例自旋玻色子模型中系统-环境相关性的建立,并计算稳态发射光谱,充分考虑了稳态中存在的系统-环境相关性。
2020-11-06 cond-mat.mes-hall quant-ph
An experimental Scheme for Gravitational Scattering in Microscale: The effect of spatial superposition of mass on the microstructure of space-time
在本文中,我们正在探索的可行性,观察在一个低能量区的量子光力学实验中的引力的非经典特征。如果引力具有潜在的量子性质,它应该具有最基本的量子特性,如叠加原理和纠缠。尽管引力很弱,但原则上有机会通过利用量子光学力学技术来观察引力的量子签名,而无需直接观察引力子。我们正在研究一种新的动力学方案,称为引力量子机制,其中引力源是量子粒子,其质心服从空间叠加。在Gedanken实验中,测试粒子与双缝装置中的量子纳米粒子发生引力相互作用。可能的纠缠或叠加的领域进行了调查。我们正在寻找引力的经典描述的相应偏差,尽管它远离普朗克尺度。任何揭示引力场服从量子叠加原理的实验研究都将是对引力量子性的首次认识。这项研究将表明,它是如何可行的,以寻找一个非经典的功能,在这样的运动制度的重力。此外,这一提议将是检验量子叠加原理的客观性及其对时空微观结构的贡献的一种尝试。
2019-04-30 gr-qc quant-ph
SU(2) hyper-clocks: quantum engineering of spinor interferences for time and frequency metrology
1949年,拉姆齐的分离振荡场的方法被详细阐述,数十年来提高了原子钟的性能,并成为非常高精度光谱测量的标准技术。这种干涉方法的推广,提出了取代两个单一的相干激发任意复合激光脉冲。利用SU(2)群的泡利矩阵基描述了单脉冲作用下二能级系统状态矢量的旋转。然后,它被推广到多个激励脉冲的递归欧拉-罗德里格斯-吉布斯算法描述了不同的旋转轴的旋转组合物。推导了与时钟干涉信号相关的相移的一般解析公式。作为例证,基于三脉冲和五脉冲询问协议的超时钟进行了研究,并显示出非线性立方和五次灵敏度的剩余探针引起的光位移。所提出的形式主义是非常适合于优化复合相移量身定制的量子算法,以设计新一代的光学频率标准和强大的工程控制的原子干涉AMO物理与冷物质和反物质。
2022-05-09 physics.atom-ph quant-ph