Unified treatment of the total angular momentum of single photons via generalized quantum observables
在本文中,我们提供了一个一致的框架来解决臭名昭著的单光子总角动量(TAM)分解为自旋(SAM)和轨道(OAM)组件。特别地,我们发现分别在物理状态空间中产生内部旋转和空间旋转的正则SAM和OAM是相互兼容但不尖锐的量子可观测量,因此POVM(Positive Operator-Valued Measures)描述了它们的联合测量。另一方面,非正则SAM和OAM可以被构造为相互不兼容,但代表尖锐的量子可观测量,因此PVM(投影值测量),反映了它们与表征单光子波函数的横向条件的一致性。我们讨论了两种分解的联合测量的实现,并提供了一个明确的计算所有这些量的圆偏振高斯单光子态。
2018-06-14 quant-ph
Mutually Unbiased Quantum Observables
我们首先定义有限维希尔伯特空间上的互无偏(MU)观测量。我们还考虑了更一般的概念部分MU观测。讨论了MU观测量、值互补观测量和其它两个涉及观测量序列乘积的条件之间的关系。接下来,我们提出了一个特殊的激励情况下,MU观测称为有限的位置和动量观测。这些是通过有限傅立叶变换关联的原子可观测量。有限的位置和动量观测量给出的例子部分MU观测值是互补的,那些不是值互补的。涉及这些概念的各种开放的问题。这些问题主要涉及到将这一工作从锐可观测量扩展到非锐可观测量。
2021-10-06 quant-ph
On the coexistence of position and momentum observables
我们研究了位置和动量观测量共存的问题。我们刻画了具有一个联合观测量的位置和动量观测量对。
2005-04-22 math-ph math.MP quant-ph
Second-second moments and two observers testing quantum nonlocality
我们表明,拒绝在量子力学的本地现实主义可以测试贝尔型不等式的两个观察者和低阶矩的连续和无界的观察。我们证明了一个最大纠缠态需要三个观测量,一个非最大纠缠态需要两个观测量,并写出适当的不等式,并通过量子例子证明了违反。寻找一个例子求积或位置和动量是一个悬而未决的问题。
2020-12-10 quant-ph
Joint measurement of complementary observables in moment tomography
Wigner准分布和Husimi准分布由于其函数的正则性,给出了连续变量量子信息中所有可观测参量的两种原型等价表示。另一方面,对应于其相关联的采样程序的平衡的零差和外差在其状态或参数重构精度方面表现得非常不同。我们提出了一个一般的理论,一个现在已知的事实,外差可以是层析成像更强大的比平衡的homodyning许多有趣的类的单模量子态,并讨论了治疗的双模源。
2017-06-02 quant-ph
Allowed region of the mean values of angular momentum observables and their uncertainty relations
该研究通过算符线性组合的最大本征值态生成角动量相关可观测量均值的允许区域,推导紧不确定/确定关系,揭示其随角动量量子数的变化规律,并结合多量子比特系统与量子德菲涅定理得到无穷大量子数极限下的结果。
2018-10-18 quant-ph
Extraction of Product and Higher Moment Weak Values: Applications in Quantum State Reconstruction and Entanglement Detection
本研究提出利用成对正交后选择和任意指针态提取可观测量的高阶矩弱值及二分系统乘积弱值,并将其应用于量子态重构与纠缠检测,同时给出了有限维系统的可分性判据。
2022-05-05 quant-ph
Heisenberg Uncertainty Relation for Three Canonical Observables
不确定性关系为量子系统的性质提供了基本的限制。对于量子粒子,位置和动量观测量的对易关系包含海森堡测不准关系。第三个可观的提出,它满足规范的位置和动量的对易关系。由此产生的三个成对的典型的可观的产生海森堡型的不确定性关系的产品的三个标准偏差。我们推导出这个界的最小可能值,并确定了使三重测不准关系饱和的特定压缩态。量子光学实验的建议,以验证我们的发现。
2014-12-23 quant-ph
A quantum variant of Einstein's hole argument
我们将爱因斯坦的空穴论证推广到量子领域,并认为引力场的准经典叠加态的量子可观测量需要额外的信息来定义,即叠加态中所涉及的引力场的相对位置。因此,为了定义这些量子可观测量,我们需要一个共同的背景。观测值是一个简单的双缝实验中的跃迁概率,部分重力测量位置。它可以很容易地计算在非相对论薛定谔理论与牛顿势。
2009-02-12 quant-ph
On position, momentum and their correlation
考虑了位置和动量观测量,研究了最简单的自由粒子一维运动量子系统的位置和动量观测量之间的关联。代数和特征值问题的相关性观测和它可能的相关性的泡利问题的解决方案进行了分析。这种相关性为波包的收缩和扩散提供了一种简单的解释,这种解释是基于量子场论提出的本体论的量子力学解释。几个属性和猜测有关的位置-动量的相关性被提到。
2013-08-22 quant-ph
Perturbation theory for quantum-mechanical observables
量子力学态矢量是不可直接观测的,尽管它是薛定谔方程中的基本变量。在传统的含时微扰理论中,在计算相关算子的实验可观测期望值之前,必须先计算状态向量。我们讨论了另一种形式的含时微扰理论,其中可观测的期望值直接计算,并表示在嵌套的微扰器的形式。这个结果与对易关系决定量子系统的性质的事实是一致的,而对易关系通常具有简化计算并避免抵消项的形式。这种方法的有用性说明使用几个感兴趣的问题,在量子光学和量子信息处理。
2002-01-28 quant-ph
Time of occurrence observable in quantum mechanics
本文提出了一种在量子理论中测量效应发生时间的可观测量的一般构造。作为一个简单的应用程序计算潜在的散射时间延迟。
2002-10-24 hep-th math-ph math.MP
Mass as a Relativistic Quantum Observable
包含在不同方向上传播的光子的场态具有非零质量,这是量子可观察的。我们解释这个质量的转变下的转换加速帧定义的时空观测量规范共轭的能量动量观测。在非零自旋存在的情况下,量子可观测量的位移不同于经典相对论的预测。特别地,能量动量的量子红移受到自旋的影响。然而,位置和能量-动量观测量的移动遵循从正则化子的不变性导出的简单的普适规则。
1997-06-16 gr-qc quant-ph
Generalized uncertainty principle with maximal observable momentum and no minimal length indeterminacy
我们提出了一个新的推广海森堡不确定原理,它引入了一个最大的可观测动量的存在,并在同一时间不需要一个最小的位置不确定性。上述结果是一个精确的广义不确定原理(GUP),适用于所有的能量尺度。对于形变参数$β$的小值,我们的分析与从弦论、双狭义相对论和其他量子引力候选者中借来的GUP的通常表达式一致,这些候选者为$β$提供了一个负号。作为初步的分析,我们研究了这个新模型的量子力学应用和黑洞热力学的影响。
2020-10-12 hep-th quant-ph
Quantum distribution functions for radial observables
对于具有二维位形空间的量子系统,我们构造了一个物理的径向动量观测。重新标度半径,我们找到了Weyl代数的双曲型自由度。由此构造了径向维格纳准概率分布函数。
1997-01-22 quant-ph
Maximally incompatible quantum observables
研究了在最小联合可测区域意义下的最大不相容量子观测量的存在性。利用通用量子克隆装置,论证了只有无限维量子系统才能容纳最大的不相容性。然后,它表明,两个最常见的对互补的观测量(位置和动量;数量和相位)是最大的不相容。
2013-12-12 quant-ph
A momentum space formulation for some relativistic statistical field theories with quantum-like observables
本文在动量空间涨落标量场基础上建立相对论性统计场论,通过期望值内积构造可观测量希尔伯特空间与玻色子福克空间,并证明所得场算符具有类量子性质且满足微观因果性条件。
2024-05-30 physics.comp-ph quant-ph
Chemistry beyond the Hartree-Fock limit via quantum computed moments
量子计算机有望规避传统计算在解决困难分子问题方面的局限性。然而,量子逻辑错误在实际设备上的积累是一个重大挑战,特别是在追求需要包含动力学效应的化学准确性方面。在这项工作中,我们实现了氢链分子系统的量子计算矩(QCM)的方法,直到H $_6$。在超导量子处理器上,计算了Hartree-Fock态的哈密顿矩$\langle \mathcal{H}^p\rangle$,然后将其应用于Lanczos展开理论,确定了基态能量的估计,该估计结合了电子关联,明显改善了变分结果。原始QCM数据的后处理纯化通过Hartree-Fock变分极限将估计值调整到所研究的最大系统H $_6$的精确电子基态能量的99.9%以内。计算的解离曲线表明,该系统的精度约为10 mH,分子氢,H $_2$,在一定的键长范围内低至0.1 mH。在严格的精度要求的化学问题的背景下,这些结果提供了强有力的证据QCM方法的误差抑制能力,特别是当再加上后处理误差缓解。更加强调哈密顿量和经典预处理步骤的更有效表示可能使近期量子处理器上的更大系统的解决方案成为可能。
2021-11-15 physics.chem-ph quant-ph
Entanglement Observables and Witnesses for Interacting Quantum Spin Systems
我们讨论了相互作用量子自旋系统中纠缠的检测。首先,热力学哈密顿为基础的证人计算一般类的一维自旋1/2模型。其次,我们引入了最优的二体纠缠观测量。我们发现,一个二体纠缠的措施,通常可以关联到一组独立的两体自旋观测值的期望值可以用来见证纠缠。必要的可观测量的数量由模型的对称性决定。举例说明。
2005-09-19 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Ternary and Binary Representation of Coordinate and Momentum in Quantum Mechanics
为了在基于量子数字的量子计算机上模拟具有连续自由度的量子系统,必须将连续的可观测量(主要是坐标和动量)减少到离散的可观测量。我们认为这个问题的基础上扩大量子观测系列的权力,2和3类似的二进制和三进制表示实数。因此,该系列的系数(“数字”)是埃尔米特算子。我们研究了相应的量子力学算符以及它们之间的关系,并表明量子观测量的二元和三元展开自动导致某些发散积分和级数的重整化(给它们有限值)。
2020-09-28 hep-lat math-ph math.MP
Quantum observables for probabilistic classical particles
研究针对微观物理中概率性经典粒子,提出用更稳健的量子可观测量,通过刘维尔方程的量子形式体系探讨,展示量子系统如何从经典统计中产生,还研究了特殊势下子系统及双缝实验干涉等,守恒可观测量或与尘埃、行星动力学有关。
2026-07-16 physics.atom-ph quant-ph
Measurement uncertainty relations for position and momentum: Relative entropy formulation
海森伯的不确定原理最近导致了量子系统的一般测量不确定关系:不相容的可观测量可以联合测量,或者只有在某些不可避免的近似下才能按顺序测量,这些近似可以以各种方式量化。相对熵是当一个“真实”的概率分布被一个近似的概率分布所取代时,信息损失的自然理论量化器。在本文中,我们提供了一个下界的信息量,是通过替换的分布的尖锐的位置和动量可观的,因为它们可以得到两个单独的实验,由任何模糊的联合测量的边缘丢失。通过引入熵误差函数,并在适当的协变近似联合测量类上对其进行优化,得到了该界。我们充分利用两种情况下的目标可观测量:(1)$n$维的位置和动量矢量;(2)两个组件的位置和动量沿不同的方向。在(1)中,我们将量子束缚与维度$n$联系起来;在(2)中,从平行方向到正交方向,我们展示了从高度不相容的可观测量到相容的可观测量的转变。为了简单起见,我们只发展高斯态和测量的理论。
2017-05-28 cs.IT math-ph math.IT
Simultaneous Reduction of Observables and Measured Qudits in Entanglement-Assisted Quantum Local Recovery
Institute of Science Tokyo(东京科学大学)
本文提出一种线性代数程序,同时约简纠缠辅助量子纠错码中的可观测量与修复组,以最小规模纠正擦除,并给出特殊码的闭式上界及量子信息局部性对应物。
2026-09-22 cs.IT math.IT quant-ph
Complementary observables in quantum mechanics
我们回顾了量子力学中观测量互补的概念,这些概念是由保罗·布施和他的同事们多年来制定和研究的。此外,我们提供了进一步澄清的概念的操作意义,并提出了几个特征的互补性-其中一些新的-在一个统一的方式,作为一个基本的因式分解引理量子效应的结果。我们提出了几个应用,包括位置-动量,位置-能量,数量-相位的典型情况,以及与空间干涉相关的周期性观测量。我们关闭的文件与一些考虑互补性在嘈杂的环境中,特别关注的情况下卷积的位置和动量,这是一个反复出现的主题在保罗的工作制定业务的量子测量和中央他的哲学不尖锐的现实。
2019-05-15 math-ph math.MP quant-ph