Multipartite Spin Coherent States and Spinor States
本文引入并分析了自旋相干态的两种多部推广,探讨了其基本性质,并指出其在存储量子信息方面的实用性。
2023-07-03 physics.atm-clus physics.atom-ph physics.optics
Numerical analysis of relaxation times of multiple quantum coherences in the system with a large number of spins
研究了具有大量等效自旋的多量子核磁共振相干态的衰减。由于它们是在MQ NMR实验的准备阶段产生的,在实验的演化阶段由于偶极-偶极相互作用(DDI)而衰减。结果表明,弛豫时间随着MQ相干阶数{(根据已知结果)}和自旋数的增加而减小。我们还考虑MQ NMR实验(G. A. Alvarez,D.Suter,PRL { \bf 104},230403(2010))的修改的准备期,其将长期DDI哈密顿量(扰动)下的短演化期与非长期平均双自旋/双量子哈密顿量下的演化期连接。研究了200-600个等效自旋组成的系统中扰动对退相干率的影响。
2010-12-30 quant-ph
Construction of the fermionic vacuum and of fermionic operators of creation and annihilation in the theory of algebraic spinors
我们在偶数维实Clifford代数上的复模中引入了费米子变量,它类似于Witt基。我们建立了一组等价的Clifford真空的本原幂等元。它表明,模块被分解为直接和的最小左理想产生的这些幂等元和费米子变量可以被认为是更基本的数学对象比旋量。
2016-04-17 physics.gen-ph quant-ph
Lagrangian quantum field theory in momentum picture. II. Free spinor fields
在拉格朗日量子场论的动量运动图象中,详细讨论了自旋为1/2的自由旋量场。将场方程等价地表示为产生算符和湮灭算符,并在此基础上导出了反对易关系。讨论了自由旋量场的真空和态矢量的一些问题。几个拉格朗日,描述自由旋量领域,被认为是他们的基本后果进行了调查。
2004-05-01 hep-th math-ph math.MP
The Dirac equation as a linear tensor equation for one component
本研究利用此前证明的电磁场中狄拉克方程与单分量四阶方程的等价性,推导出仅含单个分量的狄拉克方程线性张量等价形式,可应用于广义相对论、格点近似等场景,深化对狄拉克方程的理解。
2024-01-08 quant-ph
Magnetization and Polarization of Coupled Nuclear Spin Ensembles
本研究证明了高场下热力学平衡态中一般自旋I系统的总NMR信号与自旋等价单元划分无关的定理,通过两种方法推导,指出其不适用于非平衡态及零/超低场NMR,并设计了教学问题,巩固了磁共振相关原理。
2024-11-26 physics.chem-ph quant-ph
Quantum walks and quantum simulations with Bloch oscillating spinor atoms
提出了一种在受驱动光晶格中实现超冷旋量原子Dirac方程的量子步行器和量子模拟器的方案。原子物质波的动力学的精确控制可以使用时间相关的外力来实现。如果力依赖于原子的自旋状态,动力学将纠缠的内部和外部的自由度,这为量子信息和量子模拟提供了独特的机会。在这里,我们介绍了一种方法来实现量子步行的基础上的状态依赖的自旋原子的运输和内部状态的相干驱动。在弱驱动的极限下,动力学等价于1+1维中的狄拉克粒子。因此,它成为可能,以模拟相对论效应,如Zitterbewegung和克莱因隧道。
2010-10-12 cond-mat.quant-gas quant-ph
Quantum and classical correlations in the solid-state NMR free induction decay
偶极耦合刚性晶格中横向磁化强度的自由感应衰减(FID)是磁共振和多体系统理论中的一个基本问题。如前所述,如果在固体晶格中有许多相当等价的最近邻V,则经典磁矩系统和量子核自旋系统的FID形状一致。本文将上述系统的多自旋密度矩阵约化为双自旋矩阵。在高温近似下,我们得到了任意自旋量子数S下的互信息以及量子关联和经典关联的解析表达式。这些函数的时间依赖性通过FID形状的导数来表示。为了提取S>1/2时的经典关联,我们提出了基于自旋相干态的广义POVM测量。我们证明了在每对自旋中,当S增长时,量子关联部分从1/2变为1/(S+1),并且只有当S趋于无穷大时量子性质才完全消失,而当V趋于无穷大时量子性质不消失.
2014-05-14 quant-ph
The (1,0)+(0,1) spinor description of the photon field and its preliminary applications
由于时空张量与洛伦兹群相关联,而旋量与其覆盖群SL(2,C)相关联,因此可以将每个张量与旋量相关联(但反之亦然)。特别地,SL(2,C)的(1,0)+(0,1)表示可以提供等效于电磁场张量的六分量旋量。本文工作的主要目的是严格而系统地发展无源条件下电磁场的(1,0)+(0,1)描述,这对于处理单光子态和光的角动量等问题是有用的。基于我们的形式,光子场的量子理论和某些对称性可以用一种新的方式来讨论。光子的自旋-轨道相互作用可以用与Dirac电子非常相似的形式来描述,而且在(1,0)+(0,1)描述下,可以通过自旋联系和四元组形式来处理弯曲时空中的光子场,这对于研究光子的引力自旋-轨道耦合是非常有利的.
2016-02-25 quant-ph
Heteronuclear Polarization Transfers Between Spin-locked and Anti-Longitudinal Spin States in the NMR of Liquids and Spinning Solids
Weizmann Institute of Science(魏茨曼科学研究所)
研究探讨了在粉末核磁共振和溶液核磁共振中,通过二阶平均哈密顿量实现非等价耦合丰度自旋间的极化转移,展示了自旋锁定极化与反纵向磁化态的振荡转换过程。
2026-04-18 quant-ph
Entanglement Assisted Metrology
基于核磁共振(NMR)技术和量子信息处理(QIP)所设想的对多体系统的相干控制,我们提出了一种测量单自旋态的新方法.单个目标自旋通过自然磁偶极相互作用耦合到大量自旋系综。应用外部射频(rf)脉冲,我们可以控制系统的演化,使自旋系综达到两个正交状态之一,其集体性质根据目标自旋的状态而不同,并且易于测量。我们首先描述了这个测量过程中使用QIP门,然后我们展示了如何等效的计划可以定义在自旋系统的哈密顿量,从而实现在真实控制的条件下,使用完善的NMR技术。我们证明了这种方法的原理实验证明系综液态NMR和模拟小自旋系统。
2004-11-18 quant-ph
Realization of decoherence-free subspace using Multiple-Quantum coherences
基于一维核磁共振谱不能分辨CH3自旋体系中的三个质子,而二维多量子核磁共振谱却能在一定程度上分辨这一事实,提出了一种二维核磁共振(NMR)方法来构造一个两逻辑量子比特的无消相干子空间(DFS).我们使用四个有噪声的物理核自旋,包括CH3自旋系统中的三个质子和一个碳,来产生两个无消相干的逻辑量子比特。该方法充分利用了一维谱中不能利用的未寻址自旋。此外,我们已经通过实验证明了这种方法。我们的实验结果表明,我们的DFS可以防止更多类型的退相干比一个由四个噪声的物理量子位都具有不同的化学位移。更重要的是,这个想法可以为扩展量子比特系统提供新的见解,因为它有效地利用了磁等效核。
2004-10-25 quant-ph
Classical probabilities for Majorana and Weyl spinors
我们构建了一个自由外尔或马约拉纳费米子的量子场论和伊辛自旋或离散位的经典统计系综的概率分布之间的映射。更准确地说,基于实格拉斯曼代数的格拉斯曼泛函积分指定了伊辛态$τ$的实波函数$q_τ(t)$的时间演化。广义伊辛模型的时间相关概率分布为$p_τ(t)=q^2_τ(t)$。函数积分采用晶格正则化的单Weyl或马约拉纳旋量。进一步介绍了量子力学的复杂结构特征。明确地讨论了对应于一个或多个传播费米子的伊辛模型的概率分布。在经典统计伊辛模型或费米子的量子场论中,可以等价地计算观测量的期望值。
2011-02-17 hep-lat hep-th quant-ph
Quantum Mechanics as a Gauge Theory of Metaplectic Spinor Fields
揭示了量子力学中一个在常规表述中不可见的隐藏规范理论结构。量子力学被证明等价于具有无限维规范群和非动力学联系的杨-米尔斯理论。它被定义在一个任意的辛流形,构成相空间的系统正在考虑。“物质场”是状态和可观测量的局部概括;它们假设在一个局部希尔伯特空间(及其张量积)家族中的值,这些空间与相空间的点相连。在局部框架旋转下,它们在亚群Mp(2N)的旋量表示中变换,Sp(2N)的双重覆盖。正则量子化的规则被两个独立的公设所取代,并给出了一个简单的群论和微分几何解释。一个新的背景-量子分裂对称性起着核心作用。
1998-04-04 gr-qc hep-th quant-ph
Spinsim: a GPU optimized python package for simulating spin-half and spin-one quantum systems
Spinsim python软件包根据时间相关的Shroedinger方程模拟自旋半和自旋一量子力学系统。它使用numba.cuda,这是一个LLVM(低级虚拟机)编译器,用于使用GPU并行化的Nvidia Cuda兼容系统。与其他优化一起,与行业标准软件包相比,这允许速度提高3到4个数量级,同时保持同样的准确性。它可以在PyPI上安装,源代码可以在github上获得。Spinsim的初始用例将是为莫纳什大学物理\天文学院旋量玻色-爱因斯坦凝聚体(旋量BEC)实验室模拟基于量子传感的超冷原子实验,但我们预计它将用于模拟任何范围的自旋半或自旋一量子系统,这些量子系统具有无法解析求解的时间相关哈密顿量。这些出现在核磁共振(NMR)、核四极共振(NQR)和磁共振成像(MRI)实验和量子传感领域,并且与氮空位中心(NVCs)、超冷原子和BEC的自旋一系统一起出现。
2022-04-12 cond-mat.quant-gas quant-ph
CP symmetry and thermal effects on Dirac bi-spinor spin-parity local correlations
本征量子关联支持的$SU(2)\otimes SU(2)$结构的狄拉克方程用于描述粒子/反粒子状态,光学离子陷阱和双层石墨烯的研究和连接到狄拉克双旋量的本地属性的描述。对于由类狄拉克哈密顿量驱动的量子态,得到了自旋自由度和宇称自由度之间的量子纠缠和几何不协调--有时映射到等价的低能内自由度.这种\textit{spin-parity}量子相关性和双旋量费米子态的相应非局域本征结构可以进行分类,以便将量子可观测量与这些相关性的(非)局域行为联系起来。结果表明,自由粒子混合态不违反Clauser-Horne-Shymony-Holt不等式:这种混合双旋量的关联虽然是量子的,但可以通过适当的局部隐变量模型再现.此外,还计算了与均匀磁场的非最小耦合以及热效应的影响,并对相关量子混合态和热态的量子关联进行了量化,然后用上述关联量化器测量了CP变换对\textit{spin-parity}量子关联的影响,结果表明,尽管几何不协调对CP对称性非常敏感,但量子纠缠在CP变换下是不变的.
2017-12-27 hep-ph quant-ph
Experimental demonstration of the violation of the temporal Peres-Mermin inequality using contextual temporal correlations and noninvasive measurements
本文提出了一种广义量子散射电路,它可以用来进行非侵入性的量子测量,并在NMR量子比特上实现。这种测量是测试时间非上下文不平等的关键要求。我们使用该电路在三量子位NMR量子信息处理器上实验证明了Peres-Mermin不等式(这是Klyachko-Can- Binicioglu-Shumovsky(KCBS)不等式的时间模拟)的违反。此外,我们实验证明了一个转换的贝尔型不等式(空间等价的时间KCBS不等式)的违反,并表明其Tsirelson界是相同的时间KCBS不等式。在时态KCBS场景中,上下文边界严格低于量子时态和非局部边界。
2021-01-06 quant-ph
Cellular automaton for spinor gravity in four dimensions
本文构造四维旋量引力的概率性元胞自动机离散模型,实现精确局部 Lorentz 对称性,并展示粗粒化连续极限中微分同胚对称性与量子场论概率演化的涌现。
2023-04-28 gr-qc hep-lat quant-ph
Dirac hydrodynamics in 19 forms
本文以极坐标变量重述相对论旋量场理论,将其转化为自旋流体动力学,并证明该转化有19种不同方式,给出与狄拉克方程等价的19个最小流体动力学方程组。
2023-09-03 gr-qc quant-ph
Aliphatic Chains as One-Dimensional XY Spin Chains
Chimie Physique et Chimie du Vivant (CPCV, UMR 8228), Department of Chemistry, Ecole Normale Supérieure, PSL University, Sorbonne University, CNRS(生命化学与物理化学(CPCV,UMR 8228),化学系,巴黎高等师范学院,PSL大学,索邦大学,法国国家科学研究中心)
本文通过液态核磁共振发现脂肪链可形成一维XY自旋链,揭示了磁性不等价条件下自旋波的传播机制,并提出用于量子计算模拟的自旋链零量子NMR光谱方法。
2025-12-28 quant-ph
On the quantumness of correlations in nuclear magnetic resonance
核磁共振(NMR)被成功地用于测试量子信息科学中的几个协议和想法。在大多数这些实现中,纠缠的存在被排除了。这一事实引起了人们对这种台架试验的量子性质的关切和疑问。在这篇文章中,我们解决了一些有关的非经典方面的NMR系统的问题。我们讨论了一些实验中,该系统的量子方面的支持可分离态的量子相关。这种超越纠缠-可分性范式的量子性,是通过量子信息论与经典信息论之间的背离而揭示出来的。在这种情况下,量子不和谐的概念似乎发挥了重要作用。我们还提出了一个实验实现的一个类似的单光子马赫-曾德尔干涉仪采用两个核自旋编码的干涉路径。这个实验说明了可分离态的非经典关联如何被用来模拟量子动力学。得到的结果是完全等效的光学场景,其中纠缠(两个场模式之间)可能存在。
2012-02-08 quant-ph
Spin and pseudospin symmetries and the equivalent spectra of relativistic spin-1/2 and spin-0 particles
我们证明,在狄拉克方程中产生自旋和赝自旋对称性的条件与在存在矢量势和标量势的情况下产生相对论性自旋-1/2和自旋-0粒子的等效能谱的条件相同。结论不依赖于势的特定形状,并且在物理学的不同领域中可能是重要的。当标量势和矢量势都是球面势时,这些等谱性条件意味着狄拉克旋量的上分量或下分量的自旋轨道项和达尔文项都消失了,使其在能量上等价于自旋0态。在这种情况下,除了能量之外,标量粒子还将具有与相应自旋为1/2的粒子的上分量或下分量的(守恒)轨道角动量相同的轨道角动量。我们指出了这个结果的几个可能的应用。
2007-04-03 nucl-th quant-ph