Decoherence modes of entangled qubits within neutron interferometry
利用刘维尔-冯·诺依曼主方程研究了纠缠量子比特的两种不同的退相干模式.模式A由投影算子到哈密顿量的本征态上确定，模式B由投影算子到旋转态上确定。我们提出了一般和贝尔对角态的解决方案，并计算了后者的混合度和纠缠的纠缠度。我们提出了一种通过施加起伏磁场实现中子干涉测量中的退相干模式。克劳斯算子分解描述系统的演变为每个模式的实验测试。
2005-12-13 quant-ph
Comment on "Relativistic effects in atom and neutron interferometry and the differences between them" by Greenberger, Schleich and Rasel
如果布拉格条件完全满足，则布拉格衍射可与硬壁反射相媲美。然而，在引力场（COW实验）中的中子干涉仪中，情况并非如此，动量转移不应像评论文章中那样用硬壁反射来描述。相反，与原子的情况非常相似，每个反射镜或分束器都产生由布拉格晶体的倒易晶格矢量给出的恒定动量转移。到最低阶为止，原子和中子的情况没有差别。
2014-06-05 quant-ph
Experimental test of quantum contextuality in neutron interferometry
我们进行了一个实验测试的Kochen-Specker定理的基础上的一个不等式来自Peres-Mermin证明，使用自旋路径（动量）纠缠在一个单一的中子系统。遵循Cabello等人[Phys.Rev.Lett. 100，130404（2008）]，产生了一个钟状状态，并确定了三个期望值。观察到的违反2.291 +/- 0.008 > 1清楚地表明，量子力学的预测不能被非上下文隐变量理论重现。
2009-07-23 quant-ph
Spin - Rotation Coupling Observed in Neutron Interferometry
爱因斯坦的广义相对论和量子理论构成了现代物理学的两大支柱。然而，粒子内禀自旋的某些惯性性质并不明显，而质量的惯性性质是众所周知的。在这里，通过进行中子干涉实验，我们观察到相移所产生的自旋的角速度的旋转磁场的耦合的结果。所得到的相移线性地取决于磁场的旋转频率。我们的结果与Pauli-薛定谔方程的预言吻合得很好。
2019-04-15 quant-ph
Additive Manufactured and Topology Optimized Permanent Magnet Spin-Rotator for Neutron Interferometry Applications
在利用极化中子的中子干涉实验中，需要进行相干自旋旋转控制。在这封信中，我们提出了一种新的方法，使用拓扑优化的3D打印磁体，围绕平行于外部引导场的轴进行拉莫尔自旋旋转。使用3D打印磁体代替磁性线圈避免了不必要的电感，并提供了无散热的优势，这防止了由于干涉仪中的温度梯度而导致的干涉对比度的潜在损失。我们使用拓扑优化来达到磁体几何形状的设计，该设计通过改变3D打印磁体之间的距离来优化中子束轮廓上的磁作用的均匀性和可调节性。我们在极化和干涉中子实验中验证了性能。
2018-10-31 quant-ph
Energy entanglement in neutron interferometry
利用了单个中子的自旋、路径和（总）能量自由度之间的纠缠。我们实现了一个三重纠缠的Greenberger-Horne-Zeilinger（GHZ）类态，并相干操纵了二能级量子子系统的相对相位。Mermin推导的一个不等式被应用于分析生成的类GHZ态：我们确定了四个期望值，最终得到M=2.558 +/- 0.004，这明显高于阈值2。这证明了单粒子系统中三重纠缠类GHZ态的Mermin不等式的违反，从而表明了非上下文假设与量子力学之间的明显不一致，证实了量子上下文性.
2010-08-04 quant-ph
Violation of a Leggett-Garg inequality using ideal negative measurements in neutron interferometry
本文通过中子干涉实验中的理想负测量，测得 K=1.120±0.007，首次用中子演示了对 Leggett-Garg 不等式的违反，从而挑战宏观实在论。
2023-07-10 quant-ph
Confined Contextuality in Neutron Interferometry: Observing the Quantum Pigeonhole Effect
先前基于贝尔-科亨-斯佩克（BKS）定理的量子上下文性实验测试已经证明，并非给定集合中的所有可观测量都可以被分配非上下文本征值预测，但从未确定哪些特定的可观测量必须失败这样的分配。现在，我们弥补这一缺点，表明BKS上下文可以被限制到特定的可观测量的前和后选择，导致异常的弱值，我们使用现代中子干涉测量。我们构建了一个有限的上下文证人从弱值，我们通过实验测量，以获得$5σ$平均违反的非上下文的约束，一个贡献项违反一个独立的约束超过$99σ$。这种弱测量限制BKS上下文也证实了量子鸽子效应，其中本征值分配上下文观测显然违反了经典鸽子原理。
2017-10-20 quant-ph
Long-Time Correlations in Single-Neutron Interferometry Data
我们提出了一个详细的时间序列的单中子干涉测量获得的时间戳中子计数的分析。中子计数统计显示出通常的泊松行为，但中子计数的方差不。相反，方差被发现表现出对移相器设置的依赖性，这可以通过占相移的波动的概率模型来解释。检测事件的时间序列表现出与幅度的长时间相关性，这也取决于移相器的设置。这些相关性表现为周期约为2.8 s的阻尼振荡。通过模拟，我们表明，在实验中观察到的时间差的相关性可以通过假设，对于一个固定的移相器设置，由中子经历的相移周期性地变化的时间与2.8秒的周期再现。同样的模拟也再现了方差的行为。我们对实验数据的分析表明，单粒子干涉实验的时间戳数据可能会表现出瞬态特征，这些特征需要用非平稳过程来描述，超出了独立随机事件的标准量子模型。
2020-05-22 quant-ph
On neutron holography, neutron interferometry and neutron orbital angular momentum
本研究针对Saranac等人提出的中子劳厄晶体干涉仪产生中子轨道角动量的方法提出质疑，通过模拟证明相关全息图样可由常规相移干涉解释，并讨论了晶体干涉仪用于全息的复杂性。
2025-05-19 quant-ph
Event-based simulation of neutron interferometry experiments
一个离散事件的方法，这已经被证明是一个因果关系的解释，许多量子光学实验，适用于单中子干涉实验。模拟算法产生一个逻辑上一致的描述，在个别中子，并不需要知识的波动方程的解决方案。它表明，模拟方法再现了几个单中子干涉实验的结果，包括实验，在量子理论语言，涉及纠缠。我们的结果表明，经典（非哈密顿）系统可以表现出相关性，在量子理论与干涉和纠缠，也当所有的粒子发射的源占。
2012-08-11 physics.comp-ph quant-ph
Complete positivity and neutron interferometry
我们用量子动力学半群分析了干涉实验中中子束的动力学。我们表明，这些实验可以提供严格的限制的非标准，耗散项出现在扩展的演化方程。
1999-02-08 hep-ph hep-th nucl-th
Spatial non-cyclic geometric phase in neutron interferometry
我们提出了一个分裂束中子干涉实验，以测试非循环几何相位绑定到系统的空间演化：subjective2D希尔伯特空间是由两个可能的路径在干涉仪和状态的演化是由移相器和吸收控制。一些作者先前报道了一个相关的实验[Hasegawa等人，PRA 53，2486（1996）]以验证循环空间几何相位。对这个实验的解释，即把一个几何阶段归因于这个特定的状态演化，受到了严厉的批评[Wagh，PRA 59，1715（1999）]。非循环演化的扩展表明了前面实验的解释的正确性，通过显式计算的非循环几何相位在布洛赫球上的路径。理论处理包括循环几何相位作为一种特殊情况，这是由实验证实。
2004-08-23 quant-ph
Topological shaping of vortex neutron beams using forked phase gratings
本研究利用自旋回波小角中子散射（SESANS）技术，通过不同拓扑电荷的叉形相位光栅产生涡旋中子束，验证了该相位敏感干涉技术可更精确测量中子轨道角动量，为凝聚态拓扑系统研究提供新探针。
2025-10-28 quant-ph
Theoretical and conceptual analysis of the celebrated 4$π$-symmetry neutron interferometry experiments
1975年，两个实验组用一个由单一的理想硅晶体制成的三叶片干涉仪（类似于光学中的马赫-曾德尔干涉仪），独立地观察了中子通过静态磁场时自旋的4 $π$对称性。在这篇文章中，我们提供了一个完整的分析实验，从理论和概念的角度来看。首先，我们在弱势近似下求解薛定谔方程，得到中子通过LLL干涉仪的三个平板之一所产生的折射和前向折射光束的振幅。其次，我们分析了它们通过静态磁场区域的通道。这使我们能够找到明确的表达式的强度的四个光束退出干涉仪，其中两个将干涉，并显示一个典型的4 $π$对称性，当强度的磁场是变化的。在文章的最后部分，我们提供了一个概念分析的实验，表明中子的相位变化，当通过磁场，是由于纵向Stern-Gerlach效应，而不是拉莫尔进动。我们还强调，这些实验并不能证明中子旋转2 $π$时波函数符号变化的可观测性，但强烈表明后者，像任何其他基本“粒子”一样，将是一个真正的非空间实体。
2016-01-25 quant-ph
Neutron interferometry and tests of short-range modifications of gravity
我们认为测试的短距离修改重力的基础上中子干涉在大额外的维度的情况下。为了避免在计算扩展源的内部引力势时的不可计算性问题，典型的零宽度膜模型，我们在厚膜理论的背景下确定了与入射中子和物质介质之间的高维引力相互作用相关的中子光学势。这样，我们确定的额外的维度模型的物理量的中子干涉术是能够约束。我们也考虑干涉实验中的移相器是一个电场，在测试中的Aharanov-Casher效应。我们认为，这个实验，与这个非重子源，可以被看作是一个测试的后牛顿参数，测量的能力的压力和内能产生重力的短期行为。
2021-03-07 gr-qc nucl-th quant-ph
Decoherence Free Neutron Interferometry
理想的单晶中子干涉仪对环境干扰，特别是机械振动非常敏感。对振动的敏感性是由于热中子的速度慢和在典型实验中遇到的长测量时间。因此，为了实现良好的干涉解决方案，以减少振动以外的通常用于光学实验必须探索。在这里，我们介绍了一个几何形状的中子干涉仪，是不太敏感的低频振动。这种设计可以与量子信息处理中描述的动态解耦方法和无退相干子空间进行比较。通过消除对庞大的振动隔离装置的需要，这种设计将使其更容易采用中子干涉测量法的广泛应用，并提高其灵敏度。
2016-02-18 nucl-ex physics.optics 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
Neutron Interferometry constrains dark energy chameleon fields
我们提出了在真空和低压氦中使用的方法，最初开发的中子散射长度测量中子干涉测量中子物质波的相移测量。我们寻找与耦合到标量场的相移。我们为标量变色龙场设置了严格的限制，这是一种突出的典型暗能量候选者。在95%的置信水平下，我们发现对于$n=1$，耦合常数$β$小于1.9 $\times10^7$，其中$n$是变色龙场$φ$与$φ^n$成反比的自相互作用的输入参数.
2015-02-20 hep-ex hep-ph nucl-ex
Anyonic interferometry without anyons: How a flux qubit can read out a topological qubit
通过涡旋的量子干涉来测量超导体中的非阿贝尔任意子的提议受到Abrikosov涡旋正常核的主要经典动力学的影响。我们展示了如何避免这种阻塞使用无核约瑟夫森涡旋，量子动力学已被证明实验。干涉仪是约瑟夫森结电路中的通量量子比特，它可以无损地读出存储在一对任意子中的拓扑量子比特-即使约瑟夫森涡旋本身不是任意子。通量量子比特不耦合到内涡旋激发，从而消除了对超导体中任意子干涉测量的操作温度的主要限制。
2010-07-20 cond-mat.mes-hall quant-ph
Tight qubit uncertainty relations studied through weak values in neutron interferometry
Atominstitut, TU Wien（维也纳工业大学原子研究所）；Department of Applied Physics, Hokkaido University（北海道大学应用物理系）；Graduate School of Advanced Science and Engineering, Hiroshima University（广岛大学先进理工学研究科）；Institut Laue Langevin（劳厄-朗之万研究所）
通过中子干涉仪中的弱值实验，验证了量子比特误差-扰动关系的紧密性。
2025-11-19 quant-ph
Coherence Optimization in Neutron Interferometry through Defocussing
零面积四叶完美晶体中子干涉仪（NI）具有低频机械振动的无消相干子空间（DFS），因此更容易安装。%具有将基于晶体的中子干涉测量的应用扩展到更多数量的中子源的潜力。然而，与标准的三叶片Mach-Zehnder NI不同，这款四叶片NI几何结构的理想对比度小于1。通过应用最近引入的动态衍射的量子信息模型，我们表明，四叶片DFS NI的对比度可以通过偏移聚焦条件来增加。对比度优化导致NI几何形状，其中叶片中心之间的距离是等距的。提出了一个实验来验证对比度的增加。
2019-01-26 cs.IT math.IT nucl-th
Relativistic Effects in Atom and Neutron Interferometry and the Differences Between Them
近年来，物质波干涉计量学取得了巨大的进展。Colella-Overhauser-Werner（COW）型中子干涉仪和Kasevich-Chu（K-C）型原子干涉仪是这类装置的原型，它们是否对相对论效应敏感的问题最近引起了很大的争论。我们研究的问题，在多大程度上的引力红移，以及相关的孪生佯谬效应可以看到在这两个原子和中子干涉仪。我们指出这两种类型的设备之间的不对称性。因此，在中子干涉仪中可以看到两种效应的非零、非相对论残留，而在K-C干涉仪中，两种效应相互抵消，没有残留，尽管它们可能存在于其他类型的原子干涉仪中。此外，原子干涉仪中激光频率的必要偏移（啁啾）有效地将实验室变成了一个自由落体系统，可以用于其他实验。
2012-09-28 physics.atom-ph quant-ph
Geometric Phase Atom Optics and Interferometry
我们说明了几何规范力和拓扑相位效应如何出现在量子系统中，而不采用依赖于绝热性的假设。我们将展示如何利用几何磁性来设计新颖的量子设备，包括速度筛，质谱仪中的一个组件，用于中性原子或中子。我们概述了一个可能的实验装置，演示中性自旋1/2系统的拓扑干涉。
2015-08-18 quant-ph
Self-calibrating thermal interferometry of vortex parity in a two-dimensional chiral superconductor
E.ON Digital Technology（E.ON数字技术）
本研究提出利用本征二维手征超导体的可重构手征畴壁，通过其弹道通道的量子化热导计数马约拉纳模式，并借助法布里-珀罗谐振器的热导频谱分辨涡旋宇称，结合菱面石墨烯参数在毫开尔文温度下可实现测量。
2026-08-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
p-adic probability prediction of correlations between particles in the two-slit and neutron interferometry experiments
本文从费曼的观点出发，用负概率来描述双缝实验和其它量子干涉实验。在形式上，我们可以用负概率分布在量子力学的纯粒子图象的基础上解释双缝实验的结果。然而，在标准柯尔莫哥洛夫概率论的框架中，负概率是荒谬的对象。我们提出了一个大类的非Kolmogorphan概率模型，负概率定义的频率的基础上。这些模型的概率属于所谓的$p$ -进数域。然而，这些模型的特征在于轨迹之间的相关性。因此，我们在干涉实验中预测粒子之间的相关性。事实上，我们的预言与所谓的量子力学的非遍历解释的预言相似，后者是由V. Buonomano提出的。我们提出了具体的实验（特别是，在中子干涉仪的框架）来验证我们的预测的相关性。
2009-06-02 math-ph math.MP quant-ph
Event-based simulation of neutron experiments: interference, entanglement and uncertainty relations
我们讨论了离散事件模拟方法，它已被证明是一个统一的因果关系描述的许多量子光学和单中子干涉实验。基于事件的仿真算法不需要整个系统的波动方程的解的知识，还通过逐个生成检测事件来再现相应的统计分布。单粒子干涉和纠缠是两种重要的量子现象，它们是通过粒子与分束器、偏振器、探测器等器件之间的信息交换而产生的。我们证明了这一点，通过再现几个单中子干涉实验的结果，包括一个演示干扰和一个演示违反贝尔型不等式。我们还提出了基于事件的模拟结果的单中子实验设计小泽的普遍有效的误差干扰关系，使用一般量子测量理论推导出的不确定性关系的有效性。
2014-03-18 quant-ph
Search for dark energy with neutron interferometry
本文利用中子干涉测量实验数据，将伸缩子场和对称子场暗能量模型的参数约束提升了数个数量级，并为拟议的中子分裂干涉仪建立了约束，同时揭示了对称子场在圆柱真空腔中的多重静态解行为。
2023-10-27 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
An Operator Analysis of Contextuality Witness Measurements for Multimode-Entangled Single Neutron Interferometry
我们发展了一个基于算符的描述两种类型的多模纠缠单中子量子光学器件：沃拉斯顿棱镜和射频自旋翻转器在倾斜磁场梯度。这种处理类似于量子光学中使用的方法，并且便于分析某些类型的中子干涉仪中的量子上下文测量。我们描述操作的方式多模纠缠单中子状态在这些设备中的发展，并提供表达式的相关运营商描述的动态，在中子状态空间的限制，其中近似的有限张量积的可区分的子系统。我们设计了纠缠中子干涉仪来测量Clauser，Horne，Shimony和Holt以及Mermin不等式的纠缠证人，并将理论预测与最近的实验结果进行了比较。我们提出了这些表达式的泛化$n$纠缠可区分的子系统，这可能成为相关的在未来，如果它成为可能添加中子轨道角动量的实验访问列表的纠缠模式。我们认为这项工作是一个必要的第一步，从强纠缠物质的纠缠中子散射的理论描述，我们解释了为什么它应该是可能的，制定一个有用的推广通常的范霍夫线性响应理论这种情况下。我们还简要介绍了一些其他的科学扩展和应用，可以受益于干涉测量使用这种分析所描述的单中子多模纠缠的类型。
2019-12-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Neutron Interferometers from Stacked Holographic Photopolymer Gratings
University of Vienna（维也纳大学）；Institut Laue-Langevin（朗之万研究所）；University of Salzburg（萨尔茨堡大学）
本研究开发出一种基于堆叠全息光敏聚合物光栅的单片双劳厄中子干涉仪，可规避传统中子干涉仪的稳定性问题，能用于观测干涉条纹及原位表征中子束光谱分布，为物质波干涉测量和计量学提供了新平台。
2026-08-20 physics.optics quant-ph
Pendellösung length-scale neutron and X-ray interferometry
Institute for Quantum Computing, University of Waterloo（滑铁卢大学量子计算研究所）；Department of Physics and Astronomy, University of Waterloo（滑铁卢大学物理与天文学系）；Department of Chemistry, University of Waterloo（滑铁卢大学化学系）；Centre for Cold Matter, Blackett Laboratory, Imperial College London（伦敦帝国理工学院布莱克特实验室冷物质中心）；Diamond Light Source Ltd.（钻石光源有限公司）；Neutron Scattering Division, Oak Ridge National Laboratory（橡树岭国家实验室中子散射部）；National Institute of Standards and Technology（美国国家标准与技术研究院）；Physics Department, University of Toronto（多伦多大学物理系）；STFC-Rutherford Appleton Laboratory, ISIS Facility（STC-鲁瑟福阿普尔顿实验室ISIS设施）；Department of Physics, University at Buffalo, State University of New York（纽约州立大学布法罗分校物理系）
本研究利用非蚀刻亚微米技术制造出110微米和350微米等厚刀片的硅三拉乌干涉仪，实现中子和X射线操作，显著减少衍射模糊并达到pendellösung长度区域，为量子光学光束分裂及中子自旋轨道测量提供新平台。
2026-09-22 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Inducing vortices in a Bose-Einstein condensate using holographically produced light beams
在本文中，我们展示了一种技术，可以创建一个玻色-爱因斯坦凝聚体的平衡涡旋配置几乎任意的电荷和几何形状。我们利用双光子受激拉曼过程，将全息产生的光束的轨道角动量相干转移到铷87凝聚体上。利用物质波干涉技术，我们验证了单个涡旋和涡旋-反涡旋对的原子波函数上的相位图案。除了它们的相位缠绕之外，用这种技术产生的涡旋具有相关的超精细自旋纹理。
2011-02-16 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
