A proposed test of quantum mechanics with three connected atomic clock transitions
我们考虑了史蒂芬·温伯格提出的量子力学的可能扩展，并重新分析了他的预测，即基于同一原子中的三个原子钟的新测试。我们提出了现实的实验系统，可以测试这一假设。有两个系统已经对偏离量子力学设定了极限，而使用另一个系统，人们将能够在最好的原子钟的灵敏度极限上寻找新的物理学。
2022-05-23 physics.atom-ph quant-ph
Non-inertial quantum clock frames lead to non-Hermitian dynamics
时间的操作方法是相对论理论的基石，正如真时间的概念所证明的那样。然而，在标准量子力学中，时间是一个外部参数。最近，许多人试图将真时的概念扩展到关系框架内的量子力学。在这里，我们使用类似的想法结合相对论质能等效来研究加速的大质量量子粒子与内部时钟系统。我们表明，从粒子的内部时钟的角度来看，随之而来的演变是非厄米。这个结果并不依赖于时钟的具体实现。作为一个特殊的结果，我们证明了两个引力相互作用粒子的有效哈密顿量是非厄米的角度的时钟的任何一个粒子。
2022-11-23 gr-qc quant-ph
The Divine Clockwork: Bohr's correspondence principle and Nelson's stochastic mechanics for the atomic elliptic state
研究了原子椭圆态薛定谔波函数的玻尔对应极限。我们分析这一限制的背景下，纳尔逊的随机力学，揭示了一个基本的确定性动力系统中的轨迹收敛到开普勒运动的椭圆。这解决了在量子力学环境中获得开普勒行星运动定律的长期问题。在这个量子力学的设置，局部温和的不稳定性发生在凯尔派轨道的偏心率大于1/ \sqrt{2}，这不会发生经典。
2008-05-09 quant-ph
The solution to the problem of time in quantum gravity also solves the time of arrival problem in quantum mechanics
几年前，我们和合著者介绍了一种解决量子引力中时间问题的方法，它包括用实时钟来表述量子理论。它结合了Page和Wootters的关系建议与Rovelli的运动的演变常数。时间是与一个操作符而不是一个经典参数。我们在这里表明，这种结构提供了一个自然的解决方案，在量子力学的到达时间问题，并导致一个定义良好的时间-能量的不确定性关系的时钟。
2022-04-18 gr-qc quant-ph
Time in quantum mechanics: A fresh look at the continuity equation
分布随时间变化的物理量的定域守恒在数学上由连续性方程描述。然而，相应的时间参数是相对于理想化的经典时钟定义的。我们考虑当这个经典时间被一个非相对论量子力学的时钟描述所取代时会发生什么。从依赖于时钟的薛定谔方程（作为依赖于时间的薛定谔方程的类似物），我们推导出一个连续性方程，其中，不是时间导数，而是依赖于时钟的通量（概率流）密度的算子。这个依赖于时钟的连续性方程可以用来分析量子系统的动力学，并研究可以用作内部时钟的自由度，以近似描述其余自由度的动力学。作为一个例子，我们研究了一个简单的耦合电子-核动力学模型，并将原子核解释为电子运动的量子钟。我们发现，只要玻恩-奥本海默近似是有效的，连续性方程表明，原子核是唯一相关的电子时钟。
2018-08-14 physics.chem-ph quant-ph
Quantum mechanics, matter waves, and moving clocks
本文分为三个部分。在第一部分（第一节），我们证明了所有的量子力学都可以从一个基本性质推导出来，即物质波包的传播是由同样的引力和运动学时间膨胀来描述的，这一膨胀适用于时钟。我们将分几个步骤来完成，首先推导出弱引力势中无自旋的非相对论性粒子的薛定谔方程，最后推导出弯曲时空中描述强引力中有自旋的相对论性粒子传播的狄拉克方程。在第二部分（第2-4节），我们将介绍上述量子力学的有趣结果：有可能使用波包作为时钟的参考，以检验广义相对论，并在重新定义国际单位制的基础上实现质量标准，其中普朗克常量将被赋予一个固定值。该时钟的绝对精度达到了十亿分之四（ppb）。实验得到了精确度为2.0ppb的精细结构常数$α= 7.297\,352\,589(15) \times 10^{-3}$。我们提出的改进已将主要系统误差降低了约8倍，并在6小时积分时间内将统计不确定度提高到0.33 ppb，参见$α$。在第三部分（第5-7节），我们介绍了未来可能的原子干涉测量实验：引力阿哈罗诺夫-玻姆实验及其在测量牛顿引力常量、反物质干涉测量、带电粒子干涉测量和空间干涉测量中的应用。我们将在适当的时候对以前发表的材料进行回顾，但将重点关注以前没有发表过的新方面。
2013-12-23 gr-qc physics.atom-ph quant-ph
Quantum clock in the projection evolution formalism
本文基于投影演化方法将时间作为可观测量引入量子力学，探讨了构建在演化中按概率在时间轴定位的量子时钟，并提出了一个二态模型作为最简示例。
2023-11-24 gr-qc quant-ph
General relativistic effects in quantum interference of "clocks"
量子力学和广义相对论都已经在无数的实验中得到了成功的验证。然而，这两种理论共同解释物理现象的机制仍然没有经过实验室实验的检验，也没有被理论完全理解。这篇文章回顾了一种新型实验的最新想法：“时钟”的量子干涉，其目的是测试时间膨胀引起的新的量子效应。“时钟”干涉实验可以在不久的将来的实验室实验中用原子或光子实现。
2016-07-14 gr-qc quant-ph
Entanglement of quantum clocks through gravity
在广义相对论中，时空图像为每一条世界线指定了一个理想时钟。在理想状态下，由于这些时钟的引力效应被忽略，并且根据一个时钟的时间流不会受到附近世界线上时钟的影响。然而，如果时间是从操作的角度来定义的，它是遵循广义相对论和量子力学原理的物理时钟的指针位置，那么这样的图景至多是一种方便的虚构。具体地说，我们表明，广义相对论质能等价意味着时钟之间的引力相互作用，而能量本征态的量子力学叠加导致一个非固定的度量背景。仅基于这两个原则在这种情况下成立的假设，我们证明了时钟必然会通过时间膨胀效应纠缠在一起，最终导致单个时钟的相干性丧失。因此，由单个时钟测量的时间并没有被很好地定义。然而，广义相对论的时间概念在经典的时钟极限中得到了恢复。
2017-03-08 quant-ph
Quantum Limit on Stability of Clocks in a Gravitational Field
好的时钟对于基础物理学以及天文学、计量学和全球定位系统的应用都很重要。在最近的一项技术突破中，NIST的研究人员已经能够使用镱时钟实现$10^{18}$中1部分的稳定性。这自然提出了一个问题，即时钟的稳定性是否存在根本限制。在本文中，我们指出，重力和量子力学设置时钟的稳定性的基本限制。这个极限来自于不确定关系、引力红移和相对论时间膨胀效应的结合。例如，单离子氢脉泽钟在地球引力场的稳定度不能超过$10^{22}$中的一部分。这一观察结果对同时涉及引力和量子理论的实验室实验具有启示意义。
2014-03-21 gr-qc quant-ph
Realistic clocks, universal decoherence and the black hole information paradox
普通的量子力学是建立在所研究的系统外部存在一个理想经典时钟的基础上的。这显然是一种理想化。正如Salecker和Wigner最初以及最近其他作者所强调的那样，即使是最好的时钟，在自然界中也存在着“经典”的限制。当人们引入现实时钟时，量子力学不再是幺正的，并且出现了量子态退相干的基本机制。我们使用最佳的现实时钟来估计普适的么正性损失率。特别是，我们观察到的速度是足够快，以消除黑洞的信息之谜：所有的信息都失去了通过基本的消相干之前，黑洞可以蒸发。这改进了我们先前提出的次优时钟的计算，其中只有部分信息在蒸发时丢失。
2004-06-28 astro-ph gr-qc hep-th
Detecting gravitational decoherence with clocks: Limits on temporal resolution from a classical channel model of gravity
时间的概念在量子力学和广义相对论中有不同的立足点，前者被视为一个参数，而后者则是一个依赖于观察者的性质。从操作的角度来看，时间只是系统和时钟之间的相关性，其中理想化的时钟可以被建模为两级系统。我们将引力相互作用视为经典的信息通道，研究了引力相互作用下钟的动力学。特别是，我们专注于退相干率和时间分辨率的阵列的$N$时钟显示如何最小的退相率与$N$的规模，和空间配置。此外，我们考虑了时钟和大质量粒子之间的引力红移，并表明经典的引力通道模型预测了非局域相互作用的有限退相速率。在我们的模型中，我们获得了时间精度的基本限制，这是每个时钟固有的。
2016-11-29 gr-qc quant-ph
Lindblad Decoherence in Atomic Clocks
它示出如何可能的修正，以普通的量子力学所描述的林德布拉德方程可能被检测到利用高精度的原子钟。
2016-10-08 hep-th quant-ph
Quantum complementarity of clocks in the context of general relativity
时钟在广义相对论和量子力学的交界处扮演着特殊的角色。我们分析了一个时钟干涉思想实验，并从理论上推导和实验上检验了引力时滞背景下量子时钟的互补关系。我们详细研究了这种关系，并讨论了它的应用到各种类型的量子钟。
2018-02-26 quant-ph
A relational solution to the problem of time in quantum mechanics and quantum gravity induces a fundamental mechanism for quantum decoherence
在量子力学中，关系时间的使用是一个框架，在这个框架中，人们将系统中的所有变量提升为量子算符，然后选择其中一个变量像“时钟”一样运行。当“时钟”指定某个时间时，计算系统变量取某些值的条件概率。这个框架在通常的量子力学假设外部存在一个完美的经典时钟的情况下是有吸引力的，就像在量子宇宙学中一样。直到最近，在普通的量子力学中这样的构造还存在问题，在像广义相对论这样的约束理论中也存在额外的困难。我们最近提出的一个方案，一致地离散化广义相对论，消除了这些障碍。由于时钟现在是一个受量子涨落影响的物体，因此在时间上的演化并不完全是幺正的，纯态退相干成混合态。在这里，我们详细地计算出产生的退相干的类型，我们发现它是Lindblad型的。这是有吸引力的，因为它意味着可以在不违反能量守恒的情况下损失相干性。我们将该框架应用于一个简单的宇宙学模型，以说明如何定量估计的效果可以计算。对于大多数量子系统来说，它似乎太小而无法观察到，尽管某些宏观量子系统在未来可能会为实验观察提供一个试验场。
2004-02-25 gr-qc hep-th quant-ph
Time in quantum mechanics: A fresh look on quantum hydrodynamics and quantum trajectories
量子流体力学是量子力学的一个公式，基于量子系统的概率密度和通量（电流）密度。它可以用来定义轨道，允许基于粒子的量子力学解释，通常称为玻姆力学。然而，量子流体力学依赖于通常的量子力学的时间依赖公式，其中时间作为参数出现。这个参数描述了量子系统的状态与外部系统（时钟）的相关性，外部系统的行为符合经典力学。通过将量子系统精确因式分解为边际系统和条件系统，可以将量子力学和量子流体力学推广到量子钟。在这篇文章中，理论的发展，它表明，量子系统的轨迹仍然可以定义，这些轨迹依赖于有条件的时钟的轨迹。这样的轨迹不仅从基本观点来看是有趣的，而且当相对于外部时间参数的动力学由“快”和“慢”自由度组成时，它们也可以找到实际应用，并且感兴趣的是快自由度，而慢自由度的量子效应（如波包的分支）不能被忽略。作为说明，针对非绝热动力学的模型系统计算依赖于时间和时钟的轨迹，其中电子是量子系统，原子核是量子时钟，并且例如经由与未明确处理的激光场的相互作用来提供外部时间参数。
2019-11-29 physics.chem-ph quant-ph
Observables in Relativistic Quantum Mechanics
我们提出了一个量子时钟同步协议，其中Bob通过第三个量子比特作为其代理对Alice的量子时钟进行远程测量。结果表明，由此产生的相关性是依赖于选择的超曲面沿鲍勃的测量的代理被认为是崩溃的纠缠态矢量。因此，在相对论性量子力学中，对可观测量的恰当描述受到相对论性协变性和因果性的约束。
2001-08-15 quant-ph
Schroedinger's cat and the clock: Lessons for quantum gravity
我回顾了量子力学测量过程的基本原理，考虑到它们对广义相对论量子理论的影响。事实证明，时钟作为与观察者相关的外部经典设备起着至关重要的作用。这使我提出了一个“交易者的完整性原则”。它本质上要求观察者是整个测量过程中连接的经典域的一部分。在数学上，这自然导致量子力学的公式化，成为一种拓扑量子场论。值得注意的是，用测量过程直接解释的量，只与紧密时空区域的连通边界的振幅有关。我讨论了我的建议的一些影响，如在出对偶性的状态，“的波函数的崩溃”和局部性的描述。与现有的量子引力方法的差异也被强调。
2003-10-15 gr-qc hep-th quant-ph
On a New Non-Geometric Element in Gravity
本文介绍了一种广义的味振荡钟的概念。这种推广包含了这样一个元素，即各种叠加的质量本征态可能具有它们的自旋分量相对于引力源旋转轴的不同相对取向。研究发现，当从非旋转源的引力环境移动到旋转源的场时，这些量子力学钟并不总是红移相同。对红移的非几何贡献可以解释为时空几何结构上量子力学引起的涨落。
1997-05-21 gr-qc quant-ph
The thermodynamics of time
在我们对世界的物理描述中，时间问题是一个深刻的悖论。根据亚里士多德的关系理论，时间是一种变化的尺度，并不独立存在。相比之下，量子力学就像牛顿力学一样，配备了一个支配系统演化的主时钟。这个时钟是无限精确的，并且是由外部物理学免费提供的。这个绝对时间不仅使建立一个相容的量子引力理论变得非常困难，而且也是建立第二定律的根本问题。事实上，与我们的经验相反，惠勒-德威特方程--广义相对论的正则量子化--预言了一个静态的宇宙。类似地，当只考虑封闭量子系统的动力学时，也不存在第二定律，因为冯诺伊曼熵在幺正变换下是不变的。在这里，我们主要关注的是后一个问题，我们表明，它可以解决归因于最小量的资源来衡量的时间。虽然在量子力学中存在绝对时间，但观察者只能通过测量时钟来确定时间。对于局部测量，最小熵产生等于滴答的数量。这个下限是由一个黑洞达到的。
2015-01-22 gr-qc quant-ph
Clocks And Dynamics In Quantum Mechanics
我们认为，（1）我们通过变化对时间的感知，（2）现实和我们对它的观察之间的差距是量子力学和物理系统的动力学机制的核心。我们认为，量子不确定性的起源在于在观测数据中没有无穷大或无穷小，我们的时间概念来自观测变化的数据（事件）。我们认为，叠加原理的根本重要内容是不是“概率振幅”的后验状态观测，但未来状态的可用性条件下，只有先验信息。由于事件检测也意味着后验条件（例如发生的特定类型的可检测事件）以及先验条件，因此检测结果的概率也取决于观察的后验属性的属性。这种后验条件不能影响先验状态的可用性，这意味着违反反事实的确定性。可以选择量子系统的一个组件来表示时钟，然后可以预期其他组件的变化与它们纠缠的时钟相关。而不是传统的时间相关的运动方程，我们提供了一个特定的机制，从而演变的数据，而不是准因果关系相关的相对\availability \的状态和运动方程表示的量化时钟变量。我们还认为，弱相互作用中的时间反演破缺是一种传统的选择坐标时间函数的手段。对“自由”粒子的分析表明，传统的坐标时空是从我们如何测量物体和事件的分离中产生的。
2014-07-11 physics.gen-ph quant-ph
The Conventionality of Synchronization and the Causal Structure of Quantum Mechanics
测量速度需要空间分离的时钟同步。因为这种同步必须先于速度的确定，所以没有任何时钟同步系统--比如基于爱因斯坦光速各向同性假设的系统--可以建立在实验验证的速度上。我认为，这个非常古老的观察，在哲学文献中以“同步的约定性”为标题，暗示了为什么“幽灵般”的量子关联不能以任何速度传输信息的解释，超光速或其他方式。这项工作构成了第一次应用的约定性学说以外的相对论本身。
2006-06-28 quant-ph
Powering an autonomous clock with quantum electromechanics
该研究理论分析电子隧穿驱动的纳米机电自振荡时钟，通过电流自相关与 Allan 方差揭示滴答相关性对计时精度的提升。
2024-03-05 quant-ph
A Bayesian view of Single-Qubit Clocks, and an Energy versus Accuracy tradeoff
我们将贝叶斯方法引入到时钟分析中。使用指数分布作为时钟的先验，我们分析了在磁场下单个量子比特自由进动的情况下如何保持时间。我们发现，至少对于单个量子比特，量子力学不允许精确的计时，而经典力学允许。我们发现单量子位时钟的设计，导致最大的准确性。此外，我们发现了一个能量与精度的权衡-能量成本至少是精度提高的$k_BT$倍，这是通过从先验分布到后验分布的熵减少来测量的。我们提出了一个物理实现的单量子比特时钟使用跨电容耦合量子点的电荷输运。
2017-05-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cs.IT
Quantum clocks and their synchronisation - the Alternate Ticks Game
时间在我们对周围世界的直观理解中起着至关重要的作用。然而，在量子力学中，时间通常不被视为一个可观测的量;它只是作为物理系统运动定律中的一个参数。在这里，我们对时间采取一种操作方法。为了实现这一目标，我们考虑量子时钟，即，产生可观测时间尺度的量子系统。然后，我们研究量子时钟的质量，以保持同步的能力。为了量化这一点，我们引入了“交替滴答游戏”，并分析了一些相关的策略，这个游戏。
2015-06-03 quant-ph
Clocking the Quantum Sojourn Time: Spurious Scatterings and Correction to the Larmor Clock
我们在量子钟的背景下重新审视量子力学逗留时间的概念，以询问是否可以在不影响波动动力学的情况下对逗留时间进行计时。在认识到，积极的条件逗留时间是不能确保即使在物理上共同进化的时钟机制的情况下，我们追溯其起源的非平凡的无意散射所产生的差异，但弱，所产生的非常时钟的潜力。具体来说，我们的调查集中在拉莫尔自旋旋转为基础的酉时钟，这些非物理的贡献已经实现了缓解校正的数学装置提取逗留时间。得到了基于自旋进动和基于自旋进动的两种方案的修正。这样得到的逗留时间被发现有适当的高，低能量的限制，原来是正定的任意潜在的。这里提供的方案是通用的，呼吁等同于酉以及非酉时钟的时钟诱导的扰动耦合到系统的哈密顿量。
2021-06-29 quant-ph
A quantum optomechanical Mach clock
我们介绍了一个量子热力学系统，它可以作为一个热钟，类似于恩斯特马赫首先介绍的热钟，其中接触的冷却体之间的温度差可以用作一种关系时间。我们的模型是基于一个光学机械系统中，由于腔冷却速率的调制耦合到一个热浴的机械系统，光子在两个腔之间不可逆地转移。我们对比系综平均视图与一个单一的系统视图使用连续测量的理论，我们表明，通过使一个弱的连续测量系统之间的能量差，一个自然的马赫热钟出现在一个适当的半经典极限。我们研究量子涨落如何修改这一结果。
2017-08-08 quant-ph
Quantum Lock-in Force Sensing using Optical Clock Doppler Velocimetry
力传感器是原子力显微镜或惯性传感\cite{RMPforce2003, Rugar2004, YazdiIEEE}等不同技术的核心。这些传感器通常依赖于在施加的力下机械振荡器的位移幅度的测量。这样的机械振荡器的例子包括微制造的杠杆\cite{YazdiIEEE}、碳纳米管\cite{NanotubeForce}以及单捕获离子\cite{Bollinger, Udem}。当力以振荡器的机械谐振频率交变时，通常实现最佳灵敏度，从而通过机械品质因数增加其响应。低于共振的低频力的测量是一项更困难的任务，因为产生的振荡幅度明显较低。在这里，我们使用单个捕获的$^{88}Sr^{+}$离子作为力传感器。离子被捕获在线性谐波阱中，并且以远低于阱共振频率的频率被电驱动。为了能够测量运动的小幅度，我们结合了两种强大的技术。力的大小由测量的原子光学钟跃迁的周期性多普勒频移确定，并且量子锁定技术用于相干地累积在不同的力半周期期间获得的相位。我们证明了力检测时的振荡力是相位同步的量子锁定序列，当它是异步和报告频率的力检测灵敏度低至$5.3\times10^{-19}\frac{\mathrm{N}}{\sqrt{\mathrm{Hz}}}$。
2016-02-27 physics.atom-ph quant-ph
Autonomous quantum machines and the finite sized Quasi-Ideal clock
诸如量子计算或量子元胞自动机的演化之类的过程通常由外部观察者实现的幺正操作来描述。特别地，通常使用经典时钟在精确的时间量内开启交互。对这种设备的完全量子力学描述将包括对时钟的量子描述，时钟的状态通常由于其上的反作用而受到干扰。如果我们希望考虑不需要外部控制的有限大小的自治量子机器，则需要这样的描述。反反应的程度对设备可以有多小，设备可以运行的时间长度有影响，如果我们想了解观察者的完全量子力学处理会是什么样子，这是必需的。在这里，我们考虑实施一个单一的一个有限大小的设备，我们称之为“准理想时钟”，并表明它的反作用可以指数小的设备的尺寸，只有一个线性增加的能量。因此，自主量子机器只需要具有适度的尺寸和/或能量。我们还能够通过使用有限大小的量子时钟来近似理想时钟的连续演化来解决一个长期存在的开放问题。这一结果对量子热力学的不同范式的等价性有影响，有些范式允许外部控制，有些范式只允许自治热机。
2018-11-05 quant-ph
A spacetime-covariant approach to inertial and accelerated quantum clocks in first-quantization
Universidade Estadual Paulista（圣保罗州立大学）；Universidade Federal do ABC（ABC联邦大学）
本文提出一种时空协变的框架，用于描述第一量子化中的量子钟，考虑了动态加速钟的可能性，并通过合适的外部场耦合进行计算，得出系统在钟的固有时中的演化，保持协变性。
2026-05-12 gr-qc quant-ph
Using coherent feedback for a periodic clock
本研究提出一种基于量子受驱振荡器与相干量子反馈的全量子周期性时钟，证实其存在极限环且精度优于经典测量反馈时钟，通过超导腔实验验证了特性，为量子自主时钟实现提供支撑。
2024-10-30 quant-ph
Assessing the Montevideo Interpretation of Quantum Mechanics
本文给出了一个哲学评估的蒙得维的亚解释的量子理论，提倡由甘比尼，普林和合作者。这种解释的优点是将其关于如何解决测量问题的建议与对量子引力的探索联系起来：即通过提出量子引力对时钟精度的基本限制，这意味着一种“使波包坍缩”的退相干。首先（第2节），我将简要介绍解释所依赖的退相干和量子钟。然后，我从哲学家的角度阐述了解释（第3，4和5节）。最后，在第6节中，我认为这种解释，至少就目前为止发展的情况而言，最好被视为埃弗雷特解释的一种形式：即具有有效或近似的分支，这是由熟悉的环境去相干和蒙特维多人的“时间去相干”引起的。
2014-06-17 gr-qc physics.hist-ph quant-ph
Tunnelling times, Larmor clock,and the elephant in the room
围绕着“隧穿时间问题”的争论源于量子力学似乎无法以通常的方式提供一个粒子在给定空间区域中应该花费的持续时间的定义。由于这个原因，这个问题往往是从“业务”的角度来处理。通常，人们试图在量子情况下模拟一个实验，该实验产生经典粒子的期望结果。一种这样的方法是基于拉莫尔时钟的使用。我们表明，应用非微扰拉莫尔时钟，以“时间”的经典禁戒跃迁的困难来自量子不确定原理。我们还证明，由于这个原因，拉莫尔时间（事实上，没有拉莫尔时间）不能被解释为一个物理时间间隔。我们还提供了一个理论描述的数量测量的时钟。
2021-02-05 quant-ph
Snowmass 2021: Quantum Sensors for HEP Science -- Interferometers, Mechanics, Traps, and Clocks
各种各样的量子传感技术正在迅速地被整合到高能物理界的实验组合中。在这里，我们专注于用原子干涉仪进行传感;用光学或微波场读出的机械设备;原子，核和分子系统的精密光谱方法;以及捕获的原子和离子。我们给出了各种检测目标相关的粒子物理，这些系统是独一无二的准备作出贡献。这包括在精密前沿的实验，如电子偶极矩和电磁精细结构常数的测量，并在微米到毫米尺度上寻找第五种力和牛顿引力定律的修正。它还包括与宇宙前沿有关的实验，特别是对重力波和各种各样的暗物质候选者的研究，这些候选者跨越了重、WIMP尺度、轻和超轻质量范围。我们在这里强调，需要在传感器技术和集成到更广泛的粒子物理社区的更多的发展。
2022-09-14 hep-ex hep-ph physics.atom-ph
Coherence and the Clock
我们讨论了量子力学相干性的概念与时间演化和平稳性。从相干到退相干的过渡检查的密度矩阵的时间依赖性的方程。它解释了如何在本说明中出现的退相干速率参数是有关的“么正性缺陷”在与环境的相互作用，以及在系统的熵的增长。应用程序的“Zeno-Watched Pot”和引力相互作用。最后，最近的一些结果应用宏观相干与rf SQUID，从量子到经典行为的过渡可以通过实验研究，显示。
2004-10-04 cond-mat gr-qc quant-ph
Detectability of post-Newtonian classical and quantum gravity via quantum clock interferometry
Nagoya University（名古屋大学）
本文提出利用量子钟干涉仪探测后牛顿引力对量子系统影响，探讨其是否能产生引力诱导纠缠，且方案对牛顿引力不敏感但对框架拖拽效应敏感。
2026-06-26 gr-qc quant-ph
Quantum methods for clock synchronization: Beating the standard quantum limit without entanglement
我们介绍的时钟同步方法，利用非简并二能级量子系统的绝热交换：滴答量子比特。涉及N个独立量子比特与频率$ω$的交换的方案给出了按比例缩放为$(ω\sqrt{N})^{-1}$的同步精度，即，作为标准量子极限我们介绍了一种协议，该协议利用N个相干交换的频率$ω$的一个量子位，导致的精度，规模为$(ωN)^{-1}\log N$。该协议在不使用纠缠的情况下超越了标准量子极限，我们认为这种缩放是量子力学允许的时钟同步的基本极限。我们分析了这些协议的性能时，使用一个有损信道。
2005-10-04 quant-ph
Implementation of Multiparty quantum clock synchronization
量子时钟同步是利用量子力学的原理，测量空间分离的时钟之间的时间差。Chuang和Jozsa提出的第一个QCS算法仅仅是基于两方的，Krco和Paul将其进一步扩展和推广到多方的情况。他们提出了一种基于W态的多方QCS协议，该协议利用共享的先前纠缠和经典信息的广播来同步空间分离的时钟。不久之后，Ben-Av和Exman提出了一个使用Z状态的优化多方QCS。在这项工作中，我们首先报告的Krco和Ben-AV多方QCS算法的四量子位核磁共振（NMR）的实现。实验结果表明，与理论的一致性，也证明了Ben-AV多方QCS算法比Krco更准确。
2017-08-22 quant-ph
Measurement of time in nonrelativistic quantum and classical mechanics
综述了非相对论量子力学中测量到达时间的可能理论框架。有人认为，通过适当引入的时间算子的间接测量和直接测量的物理时钟粒子之间的模糊性有一个对应的经典框架的测量的牛顿时间的基础上的哈密顿力学。
2001-06-14 quant-ph
Wave attenuation to clock sojourn times
在量子力学中，时间的主题是长期的兴趣，特别是因为粒子从特定区域传输（或反射）所花费的时间是不可观测的。已经提出了几种基于散射相移和使用不同量子时钟的方法，其中所花费的时间由一些外部输入或间接地从散射振幅的相位计时。在这项工作中，我们给出了一个通用的方法计算条件逗留时间的基础上波衰减。在这种方法中，时钟机制不耦合到系统的哈密尔顿算子。为简单起见，详细考虑δ二聚体的具体情况。我们的分析再次肯定了最近的结果，这些结果是基于使用光学势方法校正量子时钟的，尽管方法要简单得多。
2002-04-01 cond-mat.mes-hall quant-ph
Flow of time during energy measurements and the resulting time-energy uncertainty relations
不确定关系在量子力学中起着至关重要的作用。存在定义明确的方法来推导这样的不确定性对观测。其他的方法也允许时间-能量不确定性关系的公式化，即使时间不是标准量子力学中的算符。然而，在这些情况下，不同的方法与这些关系的不同含义和解释相关联。这里我们感兴趣的一个问题是，量子力学是否固有地为能量测量规定了一个基本的最小持续时间，并具有一定的精度。在我们的研究中，我们调查的页面和Wootters无时间的框架内，如何能量测量修改内部和外部时钟之间的相对“时间流”。这为讨论这个问题提供了一个统一的框架，使我们能够恢复以前的结果并得出新的结果。特别是，我们表明，从内部时钟的角度来看，由外部系统进行的能量测量的持续时间不能任意快地执行。此外，我们表明，在任何能量测量的内部时钟给出的演化是非幺正的。
2022-04-05 quant-ph
Comment on "Measurement of time of arrival in quantum mechanics"
Aharonov等人[Phys.Rev.A57（1998）4130 - quant-ph/9709031]提出的模型量子时钟的分析需要考虑先前被忽略的倏逝分量。我们还澄清了已经研究的操作到达时间分布的含义。
2000-12-12 quant-ph
Unification of the conditional probability and semiclassical interpretations for the problem of time in quantum theory
我们证明了含时薛定谔方程（TDSE）是在经典极限下从一个无时间的公式中揭示的唯象动力学演化定律，该公式是以适当选择的内部时钟变量的值为条件的概率幅，从而统一了量子理论中时间问题的条件概率解释（CPI）和半经典方法。我们的形式主义源于一个精确的因式分解的哈密顿本征函数的时钟加系统的复合材料，其中的时钟和系统因素发挥的作用，边际和条件概率幅，分别。应用变分原理导致一对精确耦合的伪本征值方程的这些振幅，其解决方案需要一个迭代的自洽过程。条件振幅的方程构成了系统的量子态相对于时钟变量的有效“运动方程“。这些耦合方程也提供了一个方便的框架，用于处理系统对时钟的反作用在各种近似水平。在最低水平，当WKB近似的边际幅度是适当的，在经典的限制的时钟变量的TDSE的系统出现作为一个理所当然的问题，从条件方程。在这方面，我们提供了一个讨论的物理系统所需的特性，作为良好的时钟。这种发展被认为是优于原来的CPI和半经典的方法，因为它保持了量子力学的传统形式主义的本质，承认一个透明的解释，避免使用玻恩-奥本海默近似，并解决了各种反对意见提出了他们。
2012-07-13 gr-qc quant-ph
High accuracy measure of atomic polarizability in an optical lattice clock
尽管斯塔克效应是量子力学微扰理论的典型例子，也是最早观察到的光谱位移之一，但它通过黑体辐射成为现代光学原子钟中最大的不确定性来源。通过采用超冷、囚禁原子系综和高稳定度光学钟，我们以前所未有的精度描述了二次斯塔克效应。我们将镱光钟对电场（如黑体辐射）的灵敏度报告为接地和激发时钟电平的差分静态极化率：36.2612（7）kHz（kV/cm）^{-2}。由于室温黑体辐射，时钟的分数不确定度降低了一个数量级，为3 \times 10^{-17}。
2011-12-13 physics.atom-ph physics.ins-det quant-ph
Quantum clocks and the temporal localisability of events in the presence of gravitating quantum systems
量子理论的标准表述依赖于确定事件的局部化和因果顺序的固定时空度量。在广义相对论中，度规受到物质的影响，当物质表现出量子力学行为时，度规将变得不确定。在这里，我们开发了一个框架，可操作地定义事件和它们的本地化相对于量子时钟参考系，也在引力量子系统的存在。我们发现，当时钟相互作用的引力，事件的时间局部化成为相对的，取决于参考系。这种相对性是一种不确定度量的标志，在这种度量中，事件可以以不确定的因果顺序发生。即使度规是不确定的，对于任何事件，我们都可以找到一个参考系，在这个参考系中，局域量子运算采取标准的幺正膨胀形式。当改变时钟参考系时，这种形式被保留，产生相对于量子参考系变换的物理协变量。
2020-06-05 quant-ph
Time without time: a stochastic clock model
我们研究了一个经典的重新参数化不变系统，其中“时间”不是先验定义的。它由一个在五维空间中运动的非相对论性粒子组成，其中两个被压缩形成一个环面。在那里，假定有一个适当的势，内部运动是遍历的或更强的无规的。我们考虑准本地可观测量系统的“变化”在一个粗粒度的方式。在此基础上，利用最大熵方法和Fisher-Rao信息度量构造了一个统计类时参数。涌现的重新参数化不变的“时间”并不平滑地运行，而是简单地与平均的固有时间相关。对于足够低的能量，外部运动则由根据薛定谔方程的幺正量子力学演化来描述。
2002-05-16 gr-qc hep-th quant-ph
Autonomous quantum clocks: does thermodynamics limit our ability to measure time?
时间仍然是物理学中最不容易理解的概念之一，尤其是在量子力学中。一个中心目标是找到测量时间的基本极限。主要障碍之一是时间不是可观察的，因此必须间接测量。在这里，我们探讨这些问题，通过引入一个模型的时间测量，是完整的和自主的。具体来说，我们的自主量子时钟由一个处于热平衡的系统组成--这是任何系统作为时钟运行的先决条件--由最少的资源供电，即两个不同温度的热浴。通过详细分析这个特定的时钟模型，我们发现，热力学的热力学定律规定的散热量和时钟的性能，其精度和分辨率之间的权衡。我们的研究结果还表明，基本的熵产生与任何自主量子时钟的操作相关联，假设量子机器不能在有限的功率下实现完美的效率。更一般地说，自主时钟为探索量子理论及其他领域的时间基本问题提供了一个自然的框架。
2017-08-04 quant-ph
Observability of the arrival time distribution using spin-rotator as a quantum clock
一个实验上可实现的计划制定，它可以测试任何假设的量子力学方法计算的到达时间分布。这是具体说明通过使用的概率电流密度的模来计算自旋1/2中性粒子在出口点的自旋旋转器（SR），其中包含一个恒定的磁场的到达时间分布。这样一个计算的时间分布，然后用于评估的自旋取向的分布沿不同方向的这些粒子出现的SR。在此基础上，自旋测量结果沿任何任意方向的这样一个系综进行预测。
2006-10-18 quant-ph
Reply to Comment on "Quantum mechanics for non-inertial observers"
我们最近的论文（arXiv：1701.04298 [quant-ph]）讨论了非惯性系中复杂量子系统的质心和内部自由度耦合的发生。在此，我们指出，一个外力支持系统对重力起着至关重要的作用之间的耦合质心位置的内部自由度。在对我们论文的评论（arXiv：1702.06670 [quant-ph]）中，Pikovski等人质疑我们的结论，并提出缺乏耦合项将与使用原子钟观察到的引力时间膨胀相矛盾的论点。在这里，我们详细阐述了我们的结果，以回应他们的批评，并澄清为什么我们的论点仍然有效。
2017-04-07 gr-qc quant-ph
Quantum Chinese Remainder Clock
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Scuola Superiore Meridionale（南方高等学院）；Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)（意大利国家核物理研究所）；Università degli Studi di Napoli Federico II（那不勒斯费德里科二世大学）；Research Laboratory of Electronics, Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院电子研究实验室）；University of the Basque Country UPV/EHU（巴斯克大学）
该研究针对量子中国剩余时钟，提供最优初始态与海森堡极限量子测量，提出容错后处理协议，可在余数有误差时正确重构时间，拓展量子时钟量程。
2026-08-12 quant-ph
Emergence of Gravitational Potential and Time Dilation from Non-interacting Systems Coupled to a Global Quantum Clock
本研究在Page-Wootters框架中将时间视为量子自由度，通过Wheeler-DeWitt型约束耦合质能与坐标时间，自然涌现出引力时间膨胀和牛顿引力势，并揭示重整化特征及叠加态粒子的量子修正。
2025-10-16 gr-qc quant-ph
Correcting the quantum clock: conditional sojourn times
量子力学的逗留时间可以被计时而不受时钟的影响吗？在这里，我们重新审视以前提出的非幺正时钟，涉及吸收/放大的一个附加的无穷小虚势（$iV_{i}$），并发现它{ \it不}，以保持，一般来说，逗留时间的积极性，最终反射或传输的条件。的逗留时间被发现是受散射伴随着不匹配，但是很小，由于非常时钟电位（$iV_{i}$）引入的目的，也是由任何提示散射，涉及部分波没有穿过感兴趣的区域。我们提出了一个正式的程序，从而使时钟的逗留时间可以纠正这些虚假的散射效应。由此产生的条件逗留时间则是正定的任意潜在的，并有适当的高，低能量限制。
2001-03-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum clock and Newtonian time
University of Surrey（萨里大学）；Imperial College London（伦敦帝国学院）；Goldsmiths University of London（伦敦大学金史密斯学院）
本文提出一种扩展的量子力学，将牛顿时间替换为量子钟的时间。量子钟具有非递减时间、随机计时和平均显示牛顿时间的特性，其演化方程导致von Neumann方程，修正项由Lindblad方程给出。
2026-07-08 gr-qc math-ph math.MP
Current-feedback-stabilized laser system for quantum simulation experiments using Yb clock transition at 578 nm
基于干涉滤光片稳定的外腔半导体激光器（IFDL），研制了一套用于镱原子578 nm时钟跃迁光谱测量的激光系统。由于改进的频率-电流响应的激光二极管芯片和IFDL的机械扰动的敏感性较低，我们成功地稳定的频率，以一个简单的电流反馈系统的高精细度超低膨胀玻璃腔。利用该激光系统，我们进行了高分辨率的Yb的时钟光谱，并发现稳定的激光线宽小于320 Hz。
2019-05-13 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
