Macroscopic superpositions and gravimetry with quantum magnetomechanics
我们利用磁机械悬浮质量谐振器在量子制度,以制备高度宏观量子叠加态。使用这些宏观叠加,我们提出了一种新的干涉测量协议进行绝对重力测量的灵敏度,超过了最先进的原子干涉仪和角隅棱镜重力仪的一个因素的20。此外,我们的计划允许探测的引力场的长度尺度比其他方法小八个数量级。
2014-12-22 quant-ph
Signatures for generalized macroscopic superpositions
我们开发的标准足以使检测宏观一致性,其中不仅有两个宏观上不同的结果的指针测量,而是一个蔓延的结果在宏观范围内。该标准提供了一种手段来区分宏观量子描述的基础上的混合物的微观叠加的指针测量本征态的微观之一。该判据适用于高斯压缩态和自旋纠缠态。
2007-01-29 quant-ph
Creation of macroscopic superposition states from arrays of Bose-Einstein condensates
我们考虑如何从玻色-爱因斯坦凝聚体阵列中产生宏观量子叠加。我们研究了一个系统的三个凝聚体在Fock状态,所有具有相同数量的原子,并表明,这有一个高度纠缠的叠加不同的准动量的形式。然后,我们将展示如何通过部分释放这些冷凝物并检测它们重叠的干涉图案,可以为冷凝物的其余部分创建不同相对相位的宏观叠加。我们将讨论确认这些叠加的方法。
2006-08-30 quant-ph
Nature abhors macroscopic superpositions
University of KwaZulu-Natal(夸祖鲁-纳塔尔大学)
研究发现宏观质量分布因能量下降而抗拒形成叠加,揭示了时空几何与量子叠加的潜在关联,并探讨了其对测量问题的解释。
2026-03-02 quant-ph
Reply to Comment on "Quantification of Macroscopic Quantum Superpositions within Phase Space"
Gong指出[quant-ph arXiv:1106.0062]我们最近提出的量化宏观量子叠加的测量[PRL 106,220401(2011)]与之前为研究经典和量子混沌而引入的研究量之间存在“直接联系”。我们指出,这两个措施是明显不同的一些混合态,和前一个不工作作为一个明智的措施来量化量子叠加。
2011-08-01 quant-ph
Macroscopicity of Mechanical Quantum Superposition States
我们提出了一个实验上可达到的,客观的测量力学量子系统中的叠加态的宏观性。基于对量子力学的最小的宏观实在论扩展的可观察的结果,它允许人们量化在不同实验中实现的宏观性程度。
2013-04-23 quant-ph
Quantum macroscopicity versus distillation of macroscopic superpositions
我们提出了一种通过局域操作和经典通信对Greenberger-Horne-Zeilinger态进行蒸馏来量化一类宏观纠缠的方法。我们分析了如何将其与现有的基于量子费舍尔信息的量子宏观性测度联系起来。发现团簇态和Kitaev表面码态都不是宏观量子态,但可以被提炼成宏观叠加态。我们更详细地研究这些蒸馏协议,并询问它们是否对扰动具有鲁棒性。一个关键的结果是,一维的集群状态不被鲁棒地提取,但更高维的集群状态。
2015-09-15 quant-ph
Macroscopic superpositions as quantum ground states
我们研究了什么样的宏观叠加可以(不)自然存在作为某些带隙局部多体汉密尔顿的基态的问题。我们导出了任意物理哈密顿量的能隙的上界,条件是它的基态是两个可区分的宏观“半经典”态的叠加。对于一大类宏观叠加态,我们证明了能隙在宏观极限下为零。这反过来表明,通过简单地冷却到基态来制备这种状态在实验上是不可行的,需要不同的策略。我们的方法是非常普遍的,可以用来排除各种各样的量子态,其中一些甚至没有表现出宏观量子特性。此外,我们的方法和结果可用于解决量子边际相关的问题。
2017-09-01 quant-ph
Macroscopic superpositions require tremendous measurement devices
我们考虑宏观量子叠加的可检测尺寸的基本限制。我们认为,需要对系统加测量设备进行完全的量子力学处理,并且需要建立一个相位或方向的(经典)参考系来证明量子态。当考虑到这样一个经典的参考系的大小,我们表明,可靠地区分量子叠加态从非相干混合物需要一个测量设备,是平方大于叠加态。然而,对于中等的系统尺寸,如在以前的实验中产生的,这不是一个严格的限制,对于猫大小的宏观叠加,所需的努力很快变得棘手,需要地球大小的测量设备。我们用光子、自旋和位置的宏观叠加态来说明我们的结果。最后,我们还展示了如何通过处理相对自由度的叠加来规避这种限制。
2017-11-14 quant-ph
Macroscopic Quantum Superposition and Entanglement in light reflection from Bose-Einstein Condensates
利用EPR纠缠对中的单光子作为种子,在量子注入光参量放大器(QI-OPA)中产生的多光子量子叠加态与布拉格干涉结构的BEC相互作用.如果反射镜是腔结构的一部分或在光学干涉仪内使用,则效果可以大大增强。整个过程将实现一个纠缠的宏观量子叠加,涉及一个“微观”的单光子偏振态和相干的“宏观”位移的BEC结构作用在空间一样分离的遥远的地方。
2008-04-09 quant-ph
Macroscopic superpositions of superfluid flows
我们提出了一个方案,用于创建宏观叠加的超流绕圈流动的方向。利用玻色-哈伯德模型,我们研究了一组玻色-爱因斯坦凝聚体,它们被囚禁在光学势中,相互耦合形成一个环。通过旋转环,使每个粒子平均获得半个量子的超流体流,就有可能产生所有旋转粒子和所有静止粒子的多粒子叠加。在某些条件下,可以按比例增加粒子的数量,以形成宏观叠加。该模型的简单性使我们能够在原子水平上研究不同变量的宏观叠加。在这里,我们集中在电位之间的隧穿强度。进一步的研究仍然很重要,因为它可以引导我们制造超精确的量子限制陀螺仪。
2007-08-10 quant-ph
Creation of macroscopic superpositions of flow states with Bose-Einstein condensates
我们提出了一个简单的方案,用于创建不同的超流态的玻色-爱因斯坦凝聚体捕获在光晶格的宏观叠加。该方案具有很大的优势,即所需的所有技术都可以通过当前的实验实现。此外,创造猫的相对难度与猫的大小成正比,这意味着这个方案可能非常适合创造涉及大量粒子的叠加。这样的状态可能有有趣的技术应用,例如进行角动量的量子限制测量。
2006-05-05 quant-ph
Anomalous lack of decoherence of the Macroscopic Quantum Superpositions based on phase-covariant Quantum Cloning
我们发现,所有基于相位协变量子克隆的宏观量子叠加(MQS)的特征在于对去相干过程具有异常高的弹性。该分析支持最近的MQS实验的结果,并导致构思一个有用的猜想,关于实现复杂的消相干的量子信息,如量子计算机的结构。
2009-09-03 quant-ph
Reservoir engineering of a mechanical resonator: generating a macroscopic superposition state and monitoring its decoherence
提出了一种产生纳米机械谐振器宏观叠加态的确定性方案。非经典状态是通过适当的工程耗散动力学利用二次相互作用与双色驱动的光腔模式的光机械。由此产生的驱动耗散动力学可以用于监测和测试的消相干过程影响的纳米机械谐振器在受控条件下。
2013-10-26 quant-ph
The role of quantum superposition in a coupled interferometric system for macroscopic quantum feature generations
量子纠缠是量子信息处理的精髓,主要局限于海森堡不确定原理所控制的微观区域。然而,对于实际应用,宏观纠缠在光子损失和灵敏度方面都有很大的好处。最近,一种新的方法,宏观纠缠的产生已被提出,并证明在一个耦合的干涉系统中使用经典的激光,在每个干涉系统中的二进制基之间的叠加起着关键作用。本文分析了路径叠加在独立二体经典系统中的作用,揭示了量子特性的秘密,并在不违反量子力学的前提下实现了经典系统到量子系统的转换。
2021-02-23 quant-ph
Generation of macroscopic superposition states with small nonlinearity
提出了一种利用分束器、零差测量和很小的克尔非线性效应产生自由传播光场的宏观叠加态(薛定谔猫态)的方案。我们的方案使得有可能大大减少所需的非线性效应,以产生一个光学猫态,使用简单而有效的光学元件。
2004-10-18 quant-ph
Uncertainty relations for the realisation of macroscopic quantum superpositions and EPR paradoxes
我们提出了一个统一的方法,使用量子不确定性关系的基础上,到达的EPR悖论和宏观叠加的示范标准。我们建议将每一个标准看作是证明EPR型悖论的一种手段,在EPR型悖论中,一种形式的实在论(无论是宏观实在论(MR)还是局域实在论(LR))的假设与量子力学的完备性之间存在不一致。
2007-11-14 quant-ph
Macroscopically distinct quantum superposition states as a bosonic code for amplitude damping
我们展示了如何宏观上不同的量子叠加态(薛定谔猫态)可以被用作逻辑量子比特编码的自发发射错误的校正。自发发射引起位翻转误差,该误差很容易由标准误差校正电路校正。当叠加相干态的振幅之间的距离增加时,该方法可以任意地工作。
1998-11-23 quant-ph
Deterministic macroscopic quantum superpositions of motion via quadratic optomechanical coupling
我们提出了一个方案,准备宏观量子叠加的运动在光机械纳米或微机械振荡器二次耦合到一个内腔场。非线性光-机耦合导致机械模和腔模之间的有效简并三波混频相互作用。量子叠加是相互作用和腔耗散共同作用的结果。我们用解析和数值方法证明了依赖于初始力学状态,可以实现各种确定性的量子叠加。通过维格纳函数的负性,还详细研究了机械阻尼的影响。本方案可以在具有当前技术的各种光机系统中实现。
2013-02-28 quant-ph
Stable macroscopic quantum superpositions
研究了退相干条件下宏观上不同的量子态叠加态的稳定性。我们引入了一类量子态,它具有类似于Greenberger-Horne-Zeilinger(GHZ)态的纠缠特性,但具有抗噪声和消相干的固有稳定性。我们发现,在对比GHZ状态,这些所谓的级联GHZ状态保持多体纠缠,即使是宏观数量的粒子,并可用于量子精密测量在嘈杂的环境中。我们还提出了一个可扩展的实验实现这些国家使用现有的离子阱设置。
2011-03-17 quant-ph
Probabilistic reversing operation with fidelity and purity gain for macroscopic quantum superposition
结果表明,宏观量子叠加态上的一大类弱扰动可以通过对系统的概率反转操作来消除。我们说明了这一点的自旋系统进行伊辛型与环境的相互作用,并表明,无论是保真度的原始状态和纯度的修正状态,可以同时增加的反转操作。一个可能的实验方案来实现我们的计划进行了讨论。
2007-04-07 quant-ph
Comment on "Quantification of Macroscopic Quantum Superpositions within Phase Space"
Lee和Jeong [PRL 106,220401(2011)]提出的相空间测量与文献中研究充分的测量密切相关。对于纯态,新提出的测度等价于旧测度;对于混合态,给出了一些讨论。
2011-06-02 quant-ph
Macroscopic Quantum Superposition in Cavity Optomechanics
力学系统中的量子叠加不仅是宏观量子相干性的重要证据,而且在现代量子技术中也有着广泛的应用前景。在这里,我们提出了一种在双模光机系统中创建宏观上不同的力学叠加态的有效方法。两个腔模之间的光子跳跃是正弦调制的。调制的光子隧穿使得超强的辐射压力作用在机械谐振器上,并且因此显著地增加由单个光子引起的机械位移。系统地研究了系统耗散存在时Yurke-Stern类态的产生。我们还讨论了该方案的实验实现。
2016-04-20 quant-ph
Macroscopicity of quantum mechanical superposition tests via hypothesis falsification
基于对量子理论宏观实在性修正的贝叶斯假设证伪,建立了一个客观的方案来确定量子力学叠加检验的宏观性。该方法使用实验中收集的原始数据,考虑到所有测量不确定性,并可用于直接评估任何可能的量子测试。我们确定所产生的宏观量子物理学的三个最近的测试:双阱干涉的玻色-爱因斯坦凝聚体,Leggett-Garg测试与原子随机行走,纠缠产生和读出的纳米机械振荡器。
2019-09-30 quant-ph
Creation of macroscopic quantum superposition states by a measurement
我们提出了一种新的协议,用于创建宏观量子叠加(MQS)状态的基础上测量的量子集体变量的非单调函数。该协议的主要优点是它不需要打开和关闭系统中的非线性相互作用。我们预测该协议允许创建多原子MQS通过测量原子的数量相干耦合从两个组件(旋量)玻色-爱因斯坦凝聚体。
2008-09-15 quant-ph
Strict Holism in a Quantum Superposition of Macroscopic States
我们证明了一些N粒子量子系统是整体的,使得系统是确定性的,而它的部分是随机的。总的相关性不足以确定概率分布,这表明需要额外的测量。我们提出了一个正式的定义,整体论不是基于可分性。
2000-03-14 quant-ph
Decoherence of a Macroscopic Quantum Superposition
最近发现的宏观量子叠加(MQS)所表现出的对去相干的高弹性,涉及超过5 × 10^4的光子数,激发了目前的理论和数值研究。结果被放置在密切的比较与众所周知的MQS的属性的基础上,|alpha>状态。后者MQS的非常关键的退相干特性被发现完全占,在一个直接的简单的方式,由一个独特的“通用”功能:实际上是量子“相干态”的新属性。
2008-09-23 quant-ph
Quantification of Macroscopic Quantum Superpositions within Phase Space
基于量子态的相空间结构,我们提出了一种新的宏观量子叠加的量化方法。我们的措施同时量化两种不同的基本信息,为一个给定的量子态在一个和谐的方式:量子相干性的程度和涉及叠加的物理系统的有效大小。它具有非常好的分析和代数性质。它是有史以来提出的最普遍和包容性的措施,它可以应用于相空间中表示的任何类型的多体态和混合态。
2011-05-11 quant-ph
Anomalous resilient to decoherence macroscopic quantum superpositions generated by universally covariant optimal quantum cloning
我们证明了由单光子的普适最优量子克隆所产生的量子态代表了一组普适的量子叠加对退相干的弹性。我们采用Bures距离作为工具来研究这些量子态的量子相干性的持续性。根据这一分析,普适克隆过程实现了一类量子叠加,该叠加在布洛赫球中的偏振态的完整集合上表现出有损配置的协方差性质。
2010-03-03 quant-ph
Decoherence scenarios from micro- to macroscopic superpositions
环境诱导退相干是指宏观世界中不存在量子干涉现象。叠加波包之间相干性的损失取决于它们的分离。精确的时间过程取决于开放系统及其环境中退相干和其他过程的相对时间尺度。我们使用的谐振子耦合到浴振荡器的精确可解模型来说明各种退相干的情况下:这些范围从指数黄金法则衰减微观叠加,系统特定的衰减较大的分离在交叉制度,最后普遍的相互作用主导的退相干越来越宏观叠加。
2002-05-17 quant-ph
Decoherence bypass of macroscopic superpositions in quantum measurement
研究了一类量子测量模型。微观对象与宏观指针纠缠在一起,使得不同的指针位置与可观察的被测对象的每个特征值相关联。这些不同的指针位置在环境的影响下相互脱散。克服先前方法的限制,我们(i)通过在亚稳态局部热平衡中初始考虑指针和环境来处理它们之间的初始相关性,(ii)允许对象-指针纠缠和环境引起的不同指针读出的退相干同时进行,使得宏观上不同的对象-指针产物状态的混合物在没有干预宏观叠加的情况下出现,和(iii)超越马尔可夫处理的退相干。
2008-01-29 quant-ph
Decoherence, Einselection and Classicality of a Macroscopic Quantum Superposition generated by Quantum Cloning
最近发现的由量子注入光参量放大器(QI-OPA)产生的宏观量子叠加(MQS)所显示的对去相干的高弹性,并且涉及超过5x10^4的光子数,激发了本理论和数值研究。从Zurek的综合理论出发,将所得结果与基于相干态和NOON态的MQS进行了比较分析。从这个角度来看,“指针状态”、“einselection”的概念被应用于新方案。
2009-04-09 quant-ph
Non-classicality tests and entanglement witnesses for macroscopic mechanical superposition states
我们描述了一套测量协议进行非经典测试和验证纠缠叠加态的宏观连续变量系统,如纳米机械谐振器。根据先前的工作,我们首先考虑一个设置,其中一个两能级系统是用来间接探测通过拉姆齐测量的机械系统的运动,并讨论这种方法用于检测非经典力学状态的应用。然后,我们表明,这种技术的推广到多个谐振器模式允许有条件的制备和检测纠缠的机械叠加态。所提出的测量协议可以在目前正在实验研究的各种量子比特谐振器系统中实现,并在宏观尺度上的量子力学的未来测试中找到应用。
2014-12-05 quant-ph
Scaling of macroscopic superpositions close to a quantum phase transition
众所周知,在量子相变(QPT)中,纠缠保持短程[Osterloh等人,Nature 416 608-610(2005)]。我们要问,是否有一种量子性质使整个系统在这一点附近发散。利用最近提出的量子宏观性测度,我们证明了在量子临界点附近,两个对称破缺态之间的宏观叠加的有效尺寸增长到系统尺寸的尺度,并且其关于耦合的导数表现出奇异行为和标度性质.
2016-05-07 quant-ph
Entanglement of mixed macroscopic superpositions: an entangling-power study
研究了最近引入的一类双模混合态宏观量子叠加的纠缠性质。我们用来推断这类非高斯态的纠缠的工具之一是纠缠量子比特系统的功率。我们的研究揭示了隐藏在一个标准的方法来纠缠调查的基础上的正交变量的不确定原理的功能。我们简要地描述了相应的实验装置,我们的理论方案和适当的修改协议,使我们的建议在目前的实验能力实现。
2005-10-10 quant-ph
A measurement-based measure of the size of macroscopic quantum superpositions
最近声称在近宏观系统中形成量子叠加态的实验提出了如何量化相互作用系统中一般量子叠加态的大小的问题。我们在这里提出了一种对这种叠加态大小的测量,该测量基于可以执行哪些测量来探测和区分状态的不同分支。该测量允许在非常不同的物理系统中比较叠加态的有效尺寸。它可以应用到一个非常一般的类叠加态和再现已知的结果为近理想的情况下。与基于分支之间的相干性分析的先前测量的比较表明,我们基于测量的测量产生的有效叠加尺寸显著更小。应用到一个系统中的相互作用玻色子在双阱捕获势表明,有效的叠加大小强烈依赖于势垒高度和粒子间相互作用的相对大小。
2007-04-10 quant-ph
Equilibration and the eigenstate thermalization hypothesis as limits to observing macroscopic quantum superpositions
Escola Politécnica de Pernambuco, Universidade de Pernambuco(伯南布哥联邦大学应用理工学院);Universidade Estadual de Santa Cruz(圣克鲁斯州立大学);Instituto de Física, Universidade Federal Fluminense(弗鲁米嫩塞联邦大学物理研究所)
研究揭示了在完美隔离下,单元arity动力学通过简正态热化假说和随机矩阵理论抑制宏观相干特征,展示GHZ态在多数时间内无法区分叠加与经典混合,等化过程限制了宏观量子效应的观测。
2026-06-05 quant-ph
Transfer of Nonclassical Properties from A Microscopic Superposition to Macroscopic Thermal States in The High Temperature Limit
我们提出了几个例子,突出的量子特性从微观叠加转移到高温下的热态。我们的工作是由薛定谔猫悖论的类比,其中对应于虚拟猫的状态是一个混合的热态与一个大的平均光子数的动机。值得注意的是,即使当两个模的温度接近无穷大时,也可以在具有接近最大Bell不等式破坏的热态之间产生量子纠缠。
2006-08-24 quant-ph
Numerical model for macroscopic quantum superpositions based on phase-covariant quantum cloning
宏观布居的量子叠加提出了一个问题,即宏观世界在多大程度上服从量子力学定律。最近,这种由最佳量子克隆器产生的光的叠加被证明。它们具有根本性和技术性的意义。我们提出了有用的数值模拟这些国家的方法。它们的性质是由高斯超几何函数,这不能减少到既不初等也不容易处理的功能。讨论了半整数参数和中等幅角的函数的有效计算方法。我们将展示如何动态估计截断涉及此函数的参数进行的无限总和。我们的算法超过了双精度,是可并行化的。根据实验参数,它选择几种求和方式中的一种,以达到最佳效率。本文提出的方法可用于类似实验方案的分析。
2012-06-18 quant-ph
Preparing macroscopic mechanical quantum superpositions via photon detection
本文提出了一种在脉冲腔光学力学中产生宏观机械谐振腔薛定谔猫态的可行方案。首先将机械振子冷却到其基态,然后用不同功率的红、蓝脉冲同时驱动腔实现压缩力学态。随后,利用第二红色脉冲来产生宏观力学量子叠加,条件是检测腔输出光子。最后,在被存储在谐振器中一段时间后,机械状态被映射,与第三红色脉冲,用于状态验证的腔输出场。我们的方法是通用的,也可以用来产生其他类型的非高斯力学状态,如光催化非经典状态。
2019-10-10 quant-ph
Criteria for generalized macroscopic and mesoscopic quantum coherence
我们考虑宏观,介观和“S-scopic”的量子叠加的本征态的一个观察,并开发了一些签名,他们的存在。我们将叠加的程度或大小$S$相对于可观察的\hat{x}定义为由该叠加预测的\hat{x}的结果范围。这样的叠加被称为广义$S$ -视叠加,以将它们与仅叠加两个状态的极端叠加区分开来,所述两个状态在它们对可观察的预测中具有差异$S$。我们还考虑了相干态的广义$S$谱叠加。我们探讨的限制,放在统计上,如果我们假设一个系统被描述的混合物的叠加,在大小上受到限制。通过这种方式,我们达到了实验标准,足以推断存在一个广义的$S$ -scopic叠加。开发的签名是有用的,其中一个是能够证明一定程度的挤压。我们还讨论了如何签名,使一种新的类型的爱因斯坦-波多尔斯基-罗森gedanken实验。
2008-06-03 quant-ph
Quantum measurements without macroscopic superpositions
研究了一类量子测量模型。一个微观物体与一个宏观指针纠缠在一起,使得可观察到的被测物体的每个特征值都与一个特定的指针偏转有关。不同的指针位置在水浴的影响下相互退散。对象指针纠缠和不同指针读出的去相干同时进行。宏观上不同的对象指针状态的混合物可能会出现,而没有干预宏观叠加。最初,对象和设备是统计独立的,而后者具有指针和浴根据亚稳态局部热平衡相关。我们得到明确的结果与时间相干性衰减的对象指针动力学一般既不是指数也不是高斯。退相干时间不依赖于细节的指针浴耦合,如果它是小于浴相关时间,而在相反的马尔可夫制度的衰减强烈依赖于耦合是欧姆或超欧姆。
2008-05-22 quant-ph
General measure for macroscopic quantum states beyond "dead and alive"
我们考虑量子叠加态的表征超越了“死与活”的模式。我们提出了一个措施,适用于多个宏观不同的状态,叠加不同的权重以及混合状态的叠加。该测度基于互信息来表征多个叠加态之间的可重性。这使我们能够克服以前的建议的局限性,并弥合宏观量子性的一般措施和措施薛定谔猫型叠加之间的差距。我们讨论了一些相关的例子,提供了一个替代的定义,使用基础依赖的量子不和谐,并揭示连接到文献中的其他建议。最后,我们还显示了量子态的大小之间的联系,量化我们的措施和他们的脆弱性噪声。
2022-02-12 quant-ph
Solution of the problem of definite outcomes of quantum measurements
理论和实验都表明,两个子系统的纠缠量子态既不是子系统态的叠加,也不是复合态的叠加,而是两个子系统非相干混合局域态之间非局域关联的相干叠加。因此,即使一个子系统碰巧是宏观的,就像理想测量产生的纠缠的“薛定谔猫”状态一样,这个状态也不是它通常被假设的悖论宏观叠加。相反,它是一种“宏观关联”,一种相干量子关联,其中两个关联的子系统之一恰好是宏观的。这阐明了纠缠的物理意义:当一个叠加的量子系统A与第二个量子系统B酉纠缠时,A的不同态的原始叠加的相干性被转移到A和B的态之间的不同相关性,因此纠缠态成为相关性的叠加而不是态的叠加。这种转移保留了幺正演化,同时允许B是宏观的,而不需要宏观叠加。这解决了“结果问题”,但并不是测量问题的完全解决方案,因为纠缠态仍然是可逆的。
2022-06-08 quant-ph
The size of quantum superpositions as measured with "classical" detectors
我们提出了一个标准,它定义了两个光子分量的叠加是否是宏观的。它是基于一种特殊的“经典”探测器来区分这些成分的能力,即通过噪声粗粒度分辨率的光子数测量。我们展示了我们的标准如何可以扩展到宏观叠加的大小的测量,通过量化的噪声量,可以容忍的,并采取不同的两个Fock状态的N光子作为参考的独特性。在将我们的测量应用于几个著名的例子之后,我们证明了满足我们的标准的叠加对相位波动非常敏感。这表明,通过用“经典”探测器测量叠加态的组分的可分辨性来量化叠加态的宏观性不仅是一种自然的测量方法,而且也解释了为什么在宏观尺度上难以观察叠加态。
2013-07-10 quant-ph
Interpreting the macroscopic pointer by analyzing the Einstein-Podolsky-Rosen steering of an entangled macroscopic superposition state
我们研究了两个可实现的薛定谔猫型态的爱因斯坦-波多尔斯基-罗森(EPR)转向非定域性,其中一个介观/宏观系统(称为“猫”系统)与自旋$1/2$系统纠缠。对于大的猫系统,我们表明,本地隐藏状态模型是接近满意的,这意味着猫系统可以是一致的,尽管它是纠缠的自旋系统的“死”和“活”的状态的混合物。我们证明,薛定谔猫型悖论的严格签名是EPR转向的猫系统,并提供了两个实验签名。这导致了测量设备的宏观指针的混合量子/经典解释,并表明许多薛定谔猫型悖论可以用微观非定域性来解释。
2016-05-22 quant-ph
Probing Macroscopic Quantum Superpositions with Nanorotors
量子物理学是否普遍有效是一个具有深远影响的开放性问题。因此,人们投入了大量的研究,用更重、更复杂的物体来测试量子叠加原理。在这里,我们提出了一个全新的,实验上可行的路线,通过探测纳米级刚性转子的取向量子复兴在量子到经典的边界线的研究。所提出的干涉实验证明了所有可能取向的宏观叠加。它不需要衍射光栅,仅使用单个悬浮粒子,并且在现实环境条件下在中等运动温度下工作。第一次利用大质量物体的量子旋转为使用亚微米粒子进行量子物理学的新测试和量子陀螺仪扭矩传感器打开了大门,有可能将最先进的设备提高许多数量级。
2018-12-12 quant-ph
Disappearance of macroscopic superpositions in perfectly isolated systems
薛定谔对盒子里一只既不死也不活的猫的描述引出了一个问题,即宏观量子叠加态在各种情况下是否存在以及存在多久。众所周知,宏观叠加很快就会被称为退相干的环境效应破坏。相反,人们通常认为,如果宏观叠加与其环境理想地隔离,那么它将继续“生存”。在本文中,使用一个完善的措施,宏观叠加和本征态热化假设,我们表明,宏观叠加,即使在理想的封闭系统被破坏的热化过程。我们进一步研究了无序海森堡自旋链的热化阶段和多体局域(MBL)阶段之间的变化的具体例子。这导致了一致的结果;初始宏观叠加消失热化,而他们可能会被保存在MBL阶段,热化不发生。
2017-03-04 cond-mat.stat-mech quant-ph
Towards macroscopic spin and mechanical superposition via Rydberg interaction
本文提出了一种在原子和力学系统中产生多体纠缠态的方法。在超稳定Cs晶格钟中应用强里德伯缀饰相互作用和快速分岔方案,在大猫态的形成方面取得了突破性进展。利用量子跳跃蒙特卡罗方法,通过对去相干效应的详细研究,并考虑稠密系综中的障碍,即能级混合、分子形成和集体退相干,预测了700个原子猫态的形成。提出了利用里德伯原子与带电粒子间的偶极耦合,将产生的叠加态转移到相距较远的机械振子上。
2018-09-29 quant-ph
Fast macroscopic-superposition-state generation by coherent driving
我们提出了一个在自旋系综中产生宏观叠加态的方案,在这个方案中,我们利用相干驱动场来加速宏观叠加态的产生。数值计算表明,这种方法使我们能够产生一个叠加的两个经典不同的自旋系综态与高保真度以上的0.96为300自旋。对于较大的自旋系综,虽然保真度略有下降,但对于500个自旋的系综,保真度保持在0.85以上。数值计算了产生宏观叠加态的时间,结果表明,产生时间的显著缩短使我们能够在系统的典型相干时间内获得这样的宏观叠加态.
2017-12-26 cond-mat.quant-gas quant-ph
The size of macroscopic superposition states in flux qubits
关于量子力学是否适用于宏观尺度的问题促使人们努力产生宏观数量粒子的叠加态并确定它们的有效尺寸。磁通量子比特中循环电流态的叠加构成了候选态,这些候选态被认为至少是介观的。我们提出了一个微观分析,揭示了参与这些叠加的电子的数量是令人惊讶的,但不是微不足道的小,即使在宏观观测的差异很大。
2010-03-27 cond-mat.supr-con quant-ph
Macroscopic Superposition States in Isolated Quantum Systems
对于任何初始状态的选择和关于哈密顿量的弱假设,经历薛定谔演化的大型孤立量子系统大部分时间都处于宏观叠加态。这个结果是由冯·诺依曼在1929年提出的量子遍历定理得出的。作为一个具体的例子,我们考虑一个盒子包含一个固体球和一些气体分子。无论初始状态如何,系统都会演化成一个量子叠加态,球在宏观上处于不同的位置。因此,尽管宏观叠加态看起来很脆弱,但它们是量子演化的普遍结果。我们讨论了量子力学与多个世界的联系。
2021-06-03 gr-qc quant-ph
An investigation into why macroscopic systems behave classically
我们研究了为什么在玻色-爱因斯坦凝聚体中叠加超流是如此困难。为了做到这一点,我们首先调查的量子态的$N$原子被困在一个位置上的障碍和周围施加一个阶段的1D ring. We显示如何宏观叠加可以在原则上产生,并调查影响叠加的因素。然后,我们使用玻色-哈伯德模型来研究一组玻色-爱因斯坦凝聚体,它们被困在光学势中并相互耦合形成一个环。我们推导出该系统的叠加质量的解析表达式,这与相对较少的原子数的哈密顿量的直接对角化一致。我们表明,要实现宏观叠加,基本上有三个简单的要求,除了没有退相干,这变得更难实现的系统尺寸的增加。首先,两种不同的超流体状态的能量必须足够接近。第二,两个态之间的耦合必须足够强;第三,其他态必须与参与叠加的态很好地分离。
2006-12-11 quant-ph
Generating Large Cats with Nine Lives: Long-Lived Macroscopically Distinct Superposition States in Atomic Ensembles
我们提出了在原子系综中建立和稳定长寿命宏观量子叠加态的方法。我们表明,使用全量子参量放大器可以导致两个原子的同时衰变,反过来,创建稳定的原子薛定谔猫态。值得注意的是,即使在适当的参数下,这些腔内原子猫态也可以具有极长的寿命,高达\emph{4 orders of magnitude},比相同参数条件下的腔内光子猫态的寿命长,达到\emph{tens of milliseconds}。原子猫态的寿命最终被极弱的自旋弛豫和热噪声限制在\emph{several seconds}。我们的工作为实现产生大尺寸和长寿命猫态的长期目标开辟了一条新途径,在基础研究和抗噪声量子技术方面都具有直接利益。
2021-08-30 quant-ph