Gaussian states under coarse-grained continuous variable measurements
量子态从量子态到经典态的跃迁是一个具有重要理论意义和实用价值的研究课题。除了通常的退相干模型外，最近提出了量子测量中的粗粒化模型。我们在这里调查重建的高斯态（单模和双模）的粗粒度零差测量。为此，我们采用两种方法，直接重建的协方差矩阵和极大似然估计（MLE），分别，并检查重建状态下的每个计划相比，与高斯（压缩热）水库的状态相互作用。我们清楚地表明，粗粒化模型，虽然同样适用于所有的正交振幅，是不兼容的退相干模型的热（相位不敏感）水库。此外，我们通过调查的保真度和重建状态的非经典性的直接重建和MLE方法的性能进行比较，并表明，MLE方法通常可以产生一个更可靠的重建，特别是没有参考系（输入状态的相位）上的信息。
2014-06-09 quant-ph
Minimal Proper Time and Deterministic Microstates: Emergent Quantum Fields and Relativistic Spacetime
Università degli Studi dell’Aquila（阿奎拉大学）；INFN, Laboratori Nazionali del Gran Sasso（意大利国家核物理研究所，格兰萨索国家实验室）
从因果有序事件的确定性前几何基底出发，通过对微观历史粗粒化，在低能时导出有效量子动力学，给出最小固有时间步微观解释，红外极限恢复标准量子场论，还为涌现相对论时空几何提供自然框架。
2026-07-07 gr-qc hep-th math-ph
Emergent interaction-driven elliptic flow of few fermionic atoms
该研究在少数强相互作用费米原子系统中观测到椭圆流的涌现，利用单粒子分辨率和确定性控制探索了微观描述与流体力学框架之间的适用边界。
2025-07-03 cond-mat.quant-gas nucl-ex nucl-th
Realistic quantum fields with gauge and gravitational interaction emerge in the generic static structure
我们描述了如何组成的规范和引力相互作用的玻色子和费米子量子场的物理宇宙产生的任意静态实体的许多可量化的属性的通用离散分布。这种离散分布的平滑粗粒化（拟合）的交替呈现构成了场动力学模式的概率相关演化波函数。它们的规范模是对称变换，约束模不需要额外的材料结构。我们证明，任何起源的量子叠加原理是绝对的演化不能由特定的法律。相反，从基本离散分布中出现的局部超对称量子场则按照不变的封闭物理定律演化。突现量子演化是多世界的，但它的埃弗雷特分支，其规范减少到低于一个积极的阈值不再存在。然后，一些实验，对于标准的埃弗雷特观点似乎是安全的，而不是致命的参与者。玻恩规则在具有扩展的规则过去的涌现系统中动态地出现。它和准确定性宏观演化出现在允许宇宙膨胀的系统中，而不是在典型的随机系统中。这解决了玻尔兹曼大脑问题。我们解释了暴胀如何在普朗克尺度周围创造新的物理自由度。涌现场的量子纠缠是微不足道的，因为它们的波函数，直到它的表示，是物质的。
2018-08-16 physics.gen-ph quant-ph
Emergent hydrodynamics in a strongly interacting dipolar spin ensemble
传统观点认为，宏观的经典现象是从微观的量子定律中自然产生的。然而，尽管有这样的咒语，在这两种描述之间建立直接联系仍然是一个持久的科学挑战。特别是，很难从一个通用的微观量子哈密顿量中定量预测系统的新兴“经典”性质（例如扩散率，粘度，压缩性）。在这里，我们介绍了一个混合固态自旋平台，其中底层的无序，偶极量子哈密顿量引起了非常规的自旋扩散在纳米长度尺度的出现。特别是，位置无序和现场随机场的组合导致扩散动力学，是菲克但非高斯。最后，通过调整内的自旋哈密顿通过静态和驱动场的组合的基本参数，我们证明了直接控制的紧急自旋扩散系数。我们的工作为研究多体量子自旋系统中的流体力学打开了大门。
2021-04-15 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum-Coherent Regime of Programmable Dipolar Spin Ice
CSIRO, Manufacturing（联邦科学与工业研究组织，制造业）；Institute of Theoretical Physics, Wrocław University of Science and Technology（弗罗茨瓦夫科技大学理论物理研究所）
本文提出了一种可编程偶极子自旋冰模型，利用超导量子比特量子退火器实现对人工自旋冰量子相干动力学的探索，展示了超导量子比特在研究分数化激发和涌现规范动力学中的应用潜力。
2026-05-19 cond-mat.str-el quant-ph
Quantum State Reduction: Generalized Bipartitions from Algebras of Observables
约化密度矩阵是分析纠缠结构、近似或粗粒度动力学、退相干和经典性出现的有力工具。通过“描出”部分量子态，用部分迹映射产生约化密度矩阵是简单的，但是在许多自然情况下，这种约化可能是无法实现的。我们研究的一般问题，确定如何量子态减少给定的限制上的观察。例如，在实验环境中，实际上可以测量的观测量集合通常是适度的（与所有可能的观测量集合相比），并且它们的分辨率是有限的。在这种情况下，适当的状态归约映射可以通过广义双划分来定义，广义双划分与由有限的可观测量集生成的代数的不可约表示的结构相关联。我们的主要技术成果之一是一个一般的，而不是固有的数值，算法寻找矩阵代数的不可约表示。我们证明了这种方法的可行性与两个有限的例子-分辨率可观的。量子态约化的定义也可以扩展到观察量代数之外。为了完成这一任务，我们引入了一个更灵活的概念bipartition，部分bipartition，它描述了粗粒度保留有限的一组（不一定是代数）的可观的信息。我们描述了一种变分方法来选择最兼容的粗粒度指定的哈密顿量，表现出紧急的经典约化状态空间。我们将这种构造应用到一维伊辛模型的具体例子中。我们的结果与量子信息、全息中的体重构和量子引力有关。
2019-09-27 hep-th quant-ph
Nature does not play dice at the Planck scale
我们从经典的广义相对论出发，将其与物质场耦合起来。每个组态变量和它的共轭动量，也作为时空点，被提升到矩阵的状态[等价算子]。这些矩阵服从普朗克尺度下的确定性拉格朗日动力学。通过在比普朗克时间大得多的时间间隔上粗粒化这个矩阵动力学，我们得到了作为低能涌现近似的量子理论。如果足够多的自由度发生纠缠，就会发生自发局域化，从而导致经典时空几何和经典宇宙的出现。在我们的理论中，暗能量被证明是一种大尺度的量子引力现象。量子不确定性不是基本的，而是由于我们没有在普朗克尺度上探索物理学。
2020-07-27 gr-qc hep-th quant-ph
Programmable Interactions and Emergent Geometry in an Atomic Array
相互作用控制着量子系统中信息的流动和相关性的形成，决定了自然界中物质的相态和实验室中产生的纠缠形式。典型的相互作用随距离衰减，从而产生由几何形状控制的连接网络，例如，通过材料的晶体结构或量子模拟器中原子的捕获位置。然而，在量子模拟和计算中的许多设想的应用需要更丰富的耦合图，包括非局部相互作用，这显着的功能在映射的硬优化问题到挫折自旋系统和在黑洞中的信息扰频模型。在这里，我们报告实现可编程的非本地相互作用的原子合奏阵列内的光学腔，光子携带信息之间的遥远的原子自旋。通过对相互作用的距离依赖性进行编程，我们可以获得有效的几何结构，其中维度，拓扑结构和度量完全不同于原子的物理排列。作为例子，我们设计了一个反铁磁三角梯，一个具有变号相互作用的莫比乌斯带，以及一个受量子引力概念启发的树状几何。树形图构成了一个全息对偶的玩具模型，其中量子系统可以被视为位于从测量的自旋相关性中出现的高维几何的边界上。我们的工作为模拟受抑磁体和拓扑相位，研究量子优化算法以及设计用于传感和计算的新纠缠资源状态开辟了更广阔的前景。
2021-06-08 cond-mat.quant-gas quant-ph
Quantum Imaging of Magnetic Phase Transitions and Spin Fluctuations in Intrinsic Magnetic Topological Nanoflakes
拓扑材料具有奇异的能带结构，非常规的电流模式和新兴的组织原则，为下一代变革性量子电子技术的发展提供了有吸引力的平台。MnBi2Te4（Bi2Te3）n材料家族由于其非平凡的能带拓扑结构、可调磁性和最近发现的非凡的量子输运行为而与此相关。尽管有许多开创性的研究，但迄今为止，MnBi2Te4（Bi2Te3）n的局部磁性仍然是一个悬而未决的问题，阻碍了对其基本材料性质的全面理解。利用金刚石中的氮空位（NV）中心，我们报道了剥离的MnBi2Te4（Bi2Te3）n薄片中磁相变和自旋涨落的纳米级量子成像，揭示了纳米级下的自旋输运物理和磁畴.我们的研究结果突出了NV中心在探索新兴量子材料的磁性方面的独特优势，为研究拓扑结构和磁性之间的相互作用开辟了新的机会。
2021-12-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Experimental signatures of quantum and topological states in frustrated magnetism
本文综述了受抑磁性材料中量子与拓扑态（如自旋冰、量子自旋液体和斯格明子）的实验特征，总结了候选材料搜寻进展，并提供了检测这些态的实验技术指南，旨在指导新型受抑磁性材料的设计与研究。
2023-11-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el quant-ph
Coarse-grained quantum cellular automata
人们可以把某些物理演化看作是微观离散模型的紧急有效结果。受经典的粗粒化过程的启发，我们提供了一个简单的过程，以粗粒色盲量子元胞自动机，遵循Goldilocks规则。该过程包括：（i）将量子元胞自动机（QCA）时空分组为大小为$N$的单元;（ii）将单元的状态投影到其边界上，将它们与精细动力学联系起来;（iii）通过边界状态描述整体动力学，我们称之为信号;以及（iv）为不同大小的单元$N$构建粗粒度动力学。这个简单的玩具模型的副产品是斯托克斯定律的一般离散模拟。此外，我们证明了在时空极限，自动机收敛到狄拉克自由哈密顿。我们在这里介绍的QCA可以通过当今的量子平台来实现，例如Rydberg阵列，捕获离子和超导qbit。我们希望我们的研究能够为更深入地了解这些分辨率有限的系统铺平道路。
2021-04-01 cond-mat.mes-hall cs.FL hep-lat
Kibble-Zurek mechanism in a one-dimensional incarnation of deconfined quantum critical point
传统的Kibble-Zurek机制（KZM）描述了Landau-Ginzburg-Wilson（LGW）自发对称性破缺相变的驱动临界动力学。然而，KZM是否仍然适用于解除限制的量子临界性，这是超出了LGW范式，还没有探索。本文研究了铁磁（FM）相和价键固体（VBS）相之间的一维量子临界点附近的驱动临界动力学。通过研究拓扑缺陷密度对驱动速率的依赖关系，验证了该朗道禁戒临界点的KZM。此外，我们发现FM和VBS的序参量在整个驱动过程中都满足有限时间标度。研究了突现对称性在非平衡态动力学中的作用。
2020-02-28 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
