Concerning Quadratic Interaction in the Quantum Cheshire Cat Experiment
在2014年7月《自然通讯》的一篇论文中，Denkmayr等人声称已经使用中子干涉术实例化了所谓的量子柴郡猫实验。对这一主张至关重要的是弱值，它必须意味着量子柴郡猫解释，即，在他们的实验中，“中子和它的自旋在空间上是分离的”。虽然他们测量了量子柴郡猫解释的正确弱值，但没有得到相应的含义，因为正如我们所展示的，这些弱值是用二次和线性磁场Bz相互作用测量的。我们明确地表明，这些弱值意味着量子柴郡猫，如果Bz相互作用是线性的，然后我们展示了二次Bz相互作用如何破坏量子柴郡猫的影响，这些弱值。由于线性和二次Bz相互作用在这个实验中对中子强度的贡献相等，偏离弱值的影响是不可避免的。由于在这个实验中成功地使用弱值来计算弱Bz的中子强度，因此很明显，如果不考虑相应的相互作用强度，就不能从弱值进行本体论推断。
2015-11-04 quant-ph
Disembodiment of arbitrary number of properties in quantum Cheshire cat experiment
量子柴郡猫是在弱测量的框架内证明的一种效应，该框架辅助后选择场景，其中量子粒子（猫）的属性（例如，grin）可以在空间上与其位置分离的位置中找到。在这项工作中，我们首先提出了有趣的变种量子柴郡猫的两个不同的属性的“猫”的dispository证明，使\emph{grin}和它的\emph{meowing}可以发现在两个不同的路径上的干涉仪，而猫是在另一个路径。我们进一步扩展这个建议的三qutrit和$d$ -qudit系统的一个单一的粒子。我们提供了草图的实验建议，通过使用路径，自旋和能量自由度的单个中子和路径，偏振和轨道角动量的单个光子来测试我们的计划。
2020-12-27 quant-ph
A Current of the Cheshire Cat's Smile: Dynamical Analysis of Weak Values
最近，无论是理论上还是实验上，都证明了如何将粒子与其自旋或任何其他性质分离开来，这种现象被称为“量子柴郡猫”。我们提出了两个新的gedanken实验，量子芝诺效应的基础上，提出了一个动力学过程，通过这种奇怪的现象发生。我们分析，第一次，量子电流组成的自旋没有质量。因此，可以理解的是，选择前和选择后粒子的量子变量参与了各种相互作用，即使它们的所有者不存在。这种电流被证明提供了一个本地的解释看似非本地的相互作用。
2015-10-11 quant-ph
Can Two Quantum Cheshire Cats Exchange Grins?
一个物理系统的常识是，它与它的物理属性是不可分割的。就量子系统而言，量子柴郡猫的概念挑战了这一点。结果表明，在适当的前、后选择条件下，量子系统可以与其物理性质解耦。然而，在量子柴郡猫设置中，解耦不是永久的。例如，光子和它的圆偏振态被分离，然后再复合。在本文中，我们提出了一个思想实验，我们解耦两个光子从各自的偏振，然后交换他们在重组。因此，我们的建议表明，物理系统的属性的可扩展性在量子世界中是非常不稳定的。这就提出了一个更深层次的可观察对象的真实性问题。
2020-04-30 quant-ph
Observation of a quantum Cheshire Cat in a matter wave interferometer experiment
从一开始，量子理论就揭示了一些不同寻常的和违反直觉的现象，如波粒二象性、薛定谔猫和量子非定域性。在量子测量的研究中，人们发现一个涉及量子系综的前后选择与弱相互作用相结合的过程会产生意想不到的结果。这种方案，通常被称为“弱测量”，不仅可以用作放大技术和最小干扰测量，而且还可以用于探索量子悖论。最近，量子柴郡猫引起了人们的注意：量子系统可以表现得好像粒子和它的属性（例如它的偏振）在空间上是分离的。到目前为止，大多数研究弱测量的实验都是用光子装置进行的。为了揭示量子柴郡猫的特性，使用非零质量粒子是最有吸引力的，因为没有经典描述是可能的。在这里，我们报告一个实验，使用中子干涉仪创建和观察一个纯粹的量子力学柴郡猫。实验结果表明，该系统的行为，如果中子通过一个光束路径，而他们的自旋沿其他旅行。
2013-12-13 quant-ph
Three-box paradox and "Cheshire cat grin": the case of spin-1 atoms
在这项工作中，我们提出了一个明确的理论实现的三盒悖论-一个方案，其中一个量子粒子似乎是目前肯定在两个单独的盒子-自旋为1的原子。我们进一步展示了我们的设置如何产生“柴郡猫咧嘴笑”类型的情况，其中一个原子显然可以肯定地在其中一个盒子中找到，而它的一个属性（沿特定选择的轴的角动量投影）似乎在不同的盒子中。我们的研究结果的意义进行了讨论相对于从弱测量获得的系统的属性的状态。
2013-07-22 quant-ph
Experimental demonstration of separating the waveparticle duality of a single photon with the quantum Cheshire cat
波粒二象性作为物理实体的基本特征，描述了微观实体根据特定的实验装置表现出波或粒子属性。这一假设是建立在物理性质与客观载体不可分割的概念之上的。然而，在量子柴郡猫的概念提出之后，这使得物理属性与实体的分离成为可能，这个前提不再成立。此外，由这种情况启发的波和粒子属性分离的实验演示仍然很少。在这项工作中，我们实验分离的波和粒子属性的一个单光子利用量子柴郡猫的概念首次。通过对系统的演化施加弱扰动，我们实现了类似于量子柴郡猫的效果，并通过提取弱值证明了波和粒子属性的分离。我们的工作为波粒二象性的深入理解提供了新的视角，促进了弱测量在量子力学基础中的应用。
2023-03-09 quant-ph
'Quantum Cheshire Cat' as Simple Quantum Interference
在最近的工作中，Aharonov等人提出，光子可以在涉及预选择和后选择的实验中与其偏振分离[New J. Phys 15，113015（2013）]。他们将这种效应命名为“量子柴郡猫”，指的是小说《爱丽丝梦游仙境》中的猫。根据这些想法，Denkmayr等人进行了中子干涉实验，并解释了表明中子与其自旋分离的结果[Nat. Commun. 5，4492（2014）]。在这里，我们表明，这些结果可以被解释为简单的量子干涉，量子粒子和它的内部自由度之间没有分离。因此，我们希望通过这项工作澄清这一现象，消除这些明显的悖论。
2015-05-28 quant-ph
Quantum pigeonhole effect, Cheshire cat and contextuality
一种悖论效应已经被证明，鸽子洞原理，即，如果三只鸽子被放在两个鸽子洞里，那么至少有两只鸽子必须呆在同一个洞里，在某些量子力学的场景中失败了。在这里，我们将展示如何将Kochen-Specker定理的证明与量子鸽子效应相关联，反之亦然，例如，通过对Kochen-Specker定理的状态无关证明，可以证明某种状态无关的量子鸽子效应。特别是，量子柴郡猫的状态独立版本，它可以被呈现为一种量子鸽子洞效应，关于把两只鸽子放在两个或更多鸽子洞里的麻烦，产生于佩雷斯-梅尔明的背景性幻方证明。
2014-08-23 quant-ph
Delayed choice of paths selected by grin and snarl of quantum Cheshire Cat
所谓的量子柴郡猫是一种场景，其中一个光子（被认为是猫）和它的偏振分量（被认为是猫的笑容）被分离。我们观察到，同样的技术可以用来分离两个正交分量的偏振的光子，平均。为了便于理解，我们将光子的这些偏振分量标识为猫的咧嘴笑和咆哮。本文介绍了一个同时调谐马赫-曾德尔干涉仪两臂入射光子偏振态的实验。注意，对于光子偏振的两个特定选择，两个分量的存在在两个臂中被反转。在偏振分量甚至与调谐器相互作用之前，即，在选择每个人应该在哪个手臂之前。
2021-02-01 quant-ph
Quantum Mona Lisa Cat
薛定谔的猫是由埃尔温·薛定谔提出的，这是一个臭名昭著的思想实验，在这个实验中，一只猫在盒子里同时活着和死了，说明了一种被称为叠加的量子现象。2013年，Yakir Aharonov和他的合作者设想了一个实验，表明粒子可以与其属性分离。他们称这种效应为“量子柴郡猫”，并在随后的一年里得到了实验验证。量子柴郡猫这个名字的灵感来自于刘易斯·卡罗尔写的小说《\textit{Alice's Adventures in Wonderland"}》中柴郡猫的一个奇特的角色，在这本小说中，猫的笑容是在没有猫的情况下发现的。一旦柴郡猫的咧嘴笑被分离，咧嘴笑和猫之间还有什么联系吗？为了回答这个问题，我们提出了一个思想实验，在这个实验中，量子柴郡猫也是一只薛定谔猫，存在于快乐（微笑）和悲伤（皱眉）状态的叠加中。我们将这只猫命名为“量子蒙娜丽莎猫”，因为历史上人们认为蒙娜丽莎的肖像包含了快乐（微笑）和悲伤（皱眉）的特征，并且根据观察者的情绪来观察。我们证明了与粒子分离的性质表现为“量子蒙娜丽莎猫”。
2020-03-25 quant-ph
The Quantum Cheshire Cat effect: Theoretical basis and observational implications
量子柴郡猫（QCC）是最近在弱测量框架内引入的一种效应。QCC效应的主要特征是量子粒子的性质似乎与其位置在空间上分离。然而，这种效应的状态仍然不清楚，因为QCC的实验观察的主张受到了强烈的批评，以及理论方面的影响。在本文中，我们澄清在什么确切的意义上的QCC可以被视为一个明确的后果的标准量子力学形式主义适用于描述量子指针弱耦合到一个系统。根据这一澄清，反驳了对QCC效应的批评。我们进一步指出，到目前为止进行的实验的局限性意味着一个无漏洞的实验演示的QCC尚未实现。
2018-01-26 quant-ph
Isolating noise and amplifying signal with quantum Cheshire cat
提出基于量子柴郡猫的思想实验，利用干涉仪装置将光子属性与客体分离并放大信号，且能分离互补属性，在噪声场景中通过分离“困惑”实现信号放大。
2023-05-23 quant-ph
Discrete-event simulation unmasks the quantum Cheshire Cat
结果表明，离散事件模拟准确地再现了单中子干涉测量实验的数据[T。Denkmayr { \sl等人}，国家通信5，4492（2014）]，并提供了量子柴郡猫效应的逻辑上一致的、无悖论的、因果解释，而没有援引中子及其磁矩分离的概念。用弱测量理论描述实验中子数据对于解开量子柴郡猫效应是无用的。
2017-07-13 physics.comp-ph quant-ph
Twin Quantum Cheshire Photons
在一个既有前选择又有后选择的实验中，我们可以在一个地方发现一个光子（猫），而在另一个地方发现它的偏振（微笑）。Aharonov等人最近询问是否可以以相同的方式分离两个以上的自由度。我们表明，这是可能的，并携带它们的对象的属性的分离，在某些情况下甚至更强。
2014-02-10 quant-ph
Three-Path Quantum Cheshire Cat Observed in Neutron Interferometry
本研究在中子三路径干涉仪中首次利用能量作为第三种性质，实现了量子柴郡猫现象，揭示了性质分离与预后选态矢量及弱相互作用的几何关系密切相关。
2023-03-31 quant-ph
Contextuality, Coherences, and Quantum Cheshire Cats
本文运用语境性理论分析量子柴郡猫悖论，揭示其源于三种测量间的逻辑矛盾，并指出该现象体现的是前选择和后选择系统中禁戒态间的相干性效应，而非粒子属性脱离实体。
2023-11-11 physics.hist-ph quant-ph
Hunting for the Quantum Cheshire Cat
我们分析了Aharonov，Popescu，Rohrlich和Skrzypczyk [New.物理学杂志15，113015]从粒子中分离物理性质。我们认为，一个不同的标准，交叉平均$\langle \mathrm{`}cat\ somewhere \mbox{'}\times \mathrm{`}grin\ somewhere\ else\mbox{'}\rangle$的基础上，应被用来检测disembodiment，而不是本地平均值$\langle \mathrm{`}cat\ somewhere \mbox{'}\rangle$和$\langle\mathrm{`}grin\ somewhere\ else\mbox{'}\rangle$。在这里，精确的概率分布和它的特征函数导出任意耦合强度，准备和后选择。这允许成功地追捕量子柴郡猫，表明它是干涉的结果，它也存在于中等强度的测量中，并且它在后选择测量中相当常见。
2013-12-05 cond-mat.mes-hall quant-ph
Spin exchange of two spin-1/2 atoms
本研究基于量子柴郡猫效应，利用虚时演化方法对两个 spin-1/2 原子的自旋与位置进行弱测量，理论证实了费米子系统在双粒子量子柴郡猫效应中的可行性，并阐明了延迟选择的影响。
2025-10-11 quant-ph
Contextuality, Pigeonholes, Cheshire Cats, Mean Kings, and Weak Values
Kochen-Specker（KS）定理，前后选择（PPS）悖论，和异常弱值之间的结构连接进行了详细的探讨。所有的PPS悖论，如3盒悖论、量子柴郡猫和量子鸽子洞原理，都构建了一种特殊类型的本体模型，为系统的每个可观测值（独立于上下文）分配一个特征值，使得这些分配与PPS一致。它表明，这样的本体模型必须明确上下文的KS定理的意义上，否则意味着要么限制自由随机选择或明确的追溯行为。我们称这种模型为PPS-上下文。每个悖论的结构总是这样的，有相互交换的观察违反产品规则或求和规则，当本体模型扩展到包括在实验过程中没有测量的观察特定的上下文。这些悖论是反事实的，因为它们不是直接观察到的，也因为在实际实验中投影测量总是遵守乘积和规则。它表明，通过采用一种替代的本体模型，其中所有的隐变量是弱值（这并不总是特征值，但服从求和规则的定义），相同的上下文，提出了原来的悖论也必须包含异常弱值的可观测量。这些异常的弱值不是反事实的，因为它们可以通过对相同的预选择状态和后选择状态的系综进行弱测量来探测，从而可以通过实验观察到KS上下文的局部签名。一个系统的所有可观测值的弱值原则上可以在实验过程中测量，使得该模型成为描述PPS上下文本体论的现实元素的有希望的候选者。'
2015-09-14 quant-ph
Is the dynamical quantum Cheshire cat detectable?
本文探讨了如何检测Aharonov等人提出的动力学量子柴郡猫，提出通过添加正交态微小概率振幅偏置初始态以提供相位参考，从而在互无偏基中测量微小概率差异，并建议了光学偏振实验验证。
2024-07-18 physics.hist-ph quant-ph
Schrödinger's Cheshire Cat: A tabletop experiment to measure the Diósi-Penrose collapse time and demonstrate Objective Reduction (OR)
该研究提出台式实验，通过将大质量镜子微小位移置于叠加态，测量迪奥西-彭罗斯坍缩时间，以验证客观还原理论并区分量子坍缩与退相干。
2024-02-04 gr-qc quant-ph
Weak Values and Quantum Nonlocality
纠缠和非定域性研究的框架内的前/后选择系综的援助下，弱测量和两个状态矢量形式。除了EPR玻姆实验，我们重温哈代和柴郡猫实验，其前或后选择状态引起好奇的现象。然后，我们转向更奇特的现象，这表明独立的预先选择和后选择的粒子系综之间存在“新兴的相关性”。这可以被看作是对经典“鸽子洞原理”的量子违反。
2015-04-15 quant-ph
Path probabilities for consecutive measurements, and certain "quantum paradoxes"
我们考虑一个有限维量子系统，在已知的初态和终态之间进行跃迁。在此期间{ \it可以}进行的几次精确测量的结果定义了虚拟路径，每个路径都被赋予了概率幅度。如果测量是{ \it actually made}，则现在可以被称为“真实”的路径还获取与频率相关的概率，在一系列相同的试验中，路径被认为是以该概率行进的。在同一系统上进行的不同的测量可以产生不同的或不相容的统计集合，其相互冲突的属性可能出现“自相矛盾”，尽管决不应该出现。我们详细描述的合奏，从中间测量相互通勤，或非通勤，运营商，在真正的路径产生。以同样的方式，我们分析了哈代和“三箱”悖论，光子的过去在干涉仪，“量子柴郡猫”实验，一个密切相关的主题“无相互作用测量”。结果表明，在所有这些情况下，不准确的“弱测量”不会产生真实路径，并且只产生关于虚拟路径概率幅的有限信息
2018-06-19 quant-ph
Observation of the quantum paradox of separation of a single photon from one of its properties
我们报告了一个实验实现的量子悖论分离的一个光子从它的属性之一（所谓的“量子柴郡猫”）。我们使用一个修改后的Sagnac干涉仪与位移路径产生适当的预先和postselected状态预示着单光子。通过引入弱吸收体和小偏振旋转并分析选定后信号的变化，在干涉仪的每个臂中进行光子存在和圆偏振的弱测量。吸收体被发现有一个可观的影响，只有在一个臂的干涉仪，而偏振旋转显着影响信号时，只有在其他arm.We进行顺序和同时弱测量，并找到良好的协议之间的测量和预测的弱值。用Aharonov等人的语言，在弱值描述的系综平均的意义上，实验建立了粒子在通过干涉仪期间与其性质之一的分离。
2016-07-01 quant-ph
Dual to the anomalous weak value effect of photon-polarisation separation
量子柴郡猫（QCC）思想实验提出，量子对象的属性（\textit{e.g}极化，自旋等）可与其物理体或\textit{disembodied}分离。这一结论来自于一个论点，解释为零弱值（WV）的极化没有极化。我们表明，这一论点是不完整的，在这个意义上，零WV读数可以同样被解释为线性极化。然而，通过对QCC的概括，我们通过排除线性极化作为一致解释的可能性来完成他们的论证。我们更进一步，并引入广义QCC的对偶。双QCC表现出一种有趣的效果，其中只有一个臂的水平偏振干涉仪可以引起垂直偏振的干涉。这种干涉似乎是由于物理臂和\textit{phantom}臂之间的相位差引起的。这种特殊的效应是由预选态和后选态之间的相互作用引起的，这是WVs的特征。QCC还没有明确的实验证明。QCC双提供了一个替代途径的实验实现。
2019-11-25 quant-ph
A visual representation of the properties of pre- and post- selected entangled systems
本文提出一种视觉表示方法，揭示预选后选纠缠系统中不同量子效应的等价性，证明柴郡猫实验与哈代悖论等价，并推广至多体相互作用量子比特系统，为探索纠缠量子现象提供新框架。
2025-01-23 quant-ph
Bipartite Leggett-Garg and macroscopic Bell inequality violations using cat states: distinguishing weak and deterministic macroscopic realism
我们考虑测试Leggett-Garg的宏观现实主义和宏观局部现实主义，在类空分离测量的假设宏观非侵入性测量是合理的宏观局部性。我们给出了基于自旋$1/2$本征态的微观量子比特的Bell和Leggett-Garg实验与基于两个宏观上不同的相干态（猫态）的宏观量子比特的gedanken实验之间的映射。在这个映射中，Stern-Gerlach分析器的么正旋转通过相互作用$H=Ω\hat{n}^{4}$实现，其中$\hat{n}$是量子的数量。通过调整相互作用的时间，可以改变测量设置。因此，我们预测违反Leggett-Garg和贝尔不等式的宏观制度，粗粒度的测量$\hat{M}$只需要区分两个宏观不同的相干态。为了解释这些违反，我们区分了宏观实在论的微妙不同的定义。确定性宏观局部实在论（dMR）假设在分析器产生的么正旋转之前测量$\hat{M}$有一个确定的结果，并且被违反所否定。弱宏观实在论（wMR）假设在$\hat{M}$的两个宏观上不同的本征态的叠加$ψ_{pointer}$中制备的系统在幺正旋转之后具有确定的结果。我们发现，wMR可以被视为与侵犯行为相一致。提出了一个模型，其中wMR持有，并出现在整个过程中的酉动力学的宏观违反。最后，我们指出EPR型悖论，即在测量$\hat{M}$之前对系统的弱宏观现实描述与量子力学的完备性不一致。
2021-01-23 quant-ph
Weak coupling limit for quantum systems with unbounded weakly commuting system operators
本文研究无限维开放量子系统在偶极近似下的弱耦合极限，针对无界、连续谱且弱对易的系统算子，推导储库统计、Lamb 位移型极限哈密顿量及收敛速率，并证明 Fermi 情形完整 Dyson 级数收敛。
2025-05-13 math-ph math.MP quant-ph
