Experimental demonstration of complementarity relations between quantum steering criteria
一个系统利用局部测量立即影响另一个系统的能力被认为是量子操纵,可以通过各种操纵准则来检测。最近,Mondal等人[Phys. Rev. A 98,052330(2018)]推导了相干转向判据的互补关系,揭示了系统的量子转向可以通过子系统的平均相干性来观察。在这里,我们实验验证了量子转向标准之间的互补关系,采用双光子Bell类态和三个泡利算子。结果表明,如果所制备的量子态能违反两个相干操纵准则而成为可操纵态,那么它就不能违反互补的相干操纵准则。三个测量设置的不等式在实验中总是成立的,它建立了这两个一致性导向准则之间的互补关系。此外,我们还通过实验证明了相干性引导准则的强度依赖于相干性测度的选择。实验结果表明,与基于相干性的l1范数和基于相干性的相对熵的两种相干性导向判据相比,基于相干性的偏斜信息的导向判据在检测量子态的可导向性方面更强.因此,我们的实验演示可以加深对量子操纵和量子相干性之间关系的理解。
2020-07-22 quant-ph
Complementarity and uncertainty relations for matter wave interferometry
我们建立了一个严格的定量之间的联系(i)的干涉对偶关系的方式信息和条纹的可见性和(ii)海森堡的位置和模块动量的不确定性关系。我们将我们的理论应用于原子干涉测量,其中自发发射的光子提供哪种方式的信息,并明确地解决了由超材料“完美透镜"互补性和海森堡-玻尔解释的海森堡显微镜思想实验所带来的挑战。
2008-11-06 quant-ph
Bohr's complementarity principle tested on a real quantum computer via interferometer experiments
Universidade de Santiago de Compostela(圣地亚哥德孔波斯特拉大学);Centro de Supercomputación de Galicia (CESGA)(加利西亚超级计算中心)
本文通过在真实量子计算机上进行干涉实验,检验玻尔互补性原理,并利用量子态层析技术分析结果。
2026-01-26 quant-ph
Entanglement-interference complementarity and experimental demonstration in a superconducting circuit
该研究推导了定量描述初始混合态下纠缠与干涉条纹可见度关系的等式,揭示纠缠-干涉互补性,并通过超导电路实验验证了该关系。
2023-05-03 quant-ph
Quantitative complementarity relations in bipartite systems
我们介绍了一套完整的互补量的二分,二维系统。互补性则将两个量子比特的最一般的量子态的量子纠缠度量并发性(一种二分性质)与单粒子量子性质的可预测性和可见性联系起来。因此,从干涉的观点来看,通常的波粒二象性关系必须被扩展到一个"三重性“关系,其中还包含了量子纠缠度量的并发性,它没有经典的对应物,并体现了二分系统的真正量子方面。一个广义的对偶关系,也支配可能违反贝尔不等式,出现在单和二分性质之间。
2003-02-10 quant-ph
Complementarity-Entanglement Tradeoff in Quantum Gravity
引力的量子化仍然是现代物理学核心中最重要但又极其虚幻的挑战之一。任何试图解决这个长期存在的问题似乎是注定的,因为任何直接的经验证据(即,探测引力子)来揭示引力的量子方面远远超出了目前的能力。最近,人们发现引力诱导纠缠,在干涉框架下剪裁,可以用来见证引力的量子性质。尽管这些方案为研究量子引力提供了有前途的工具,但这些方案的许多基本和经验方面还有待发现。考虑到除了量子纠缠之外,量子不确定性和互补原理是量子物理的另外两个基本方面,引力的量子性质需要表现出所有这些特征。在这里,我们设计了一个干涉测量平台,用于在量子引力环境中测试量子力学的这三个非经典方面,它将引力和量子物理学在更广泛和更深入的背景下联系起来。正如我们在这项工作中所展示的那样,量子引力的所有这三个基本特征都可以在干涉方案中得到框架和充分的分析。
2022-05-04 gr-qc hep-th quant-ph
On Interferometric Duality in Multibeam Experiments
我们批判性地分析了在多光束干涉实验中,条纹可见度和哪条路信息之间的二元性问题。我们表明,传统的概念的可见性是不兼容的任何直观的想法的互补性,但两束的情况下。我们推导出一些新的不等式,不存在于两束的情况下,其中之一符合最近提出的多束推广的不等式发现格林伯格和Yasin。我们表明,通过一个明确的程序优化在三束的情况下,建议推广的恩格勒不等式,不传达,不同的两束的情况下,互补的想法,根据增加的可见性是在路径信息的损失为代价,反之亦然。
2003-09-02 hep-th quant-ph
Controlled Dephasing via Phase Detection of Electrons: Demonstration of Bohr's Complementarity Principle
当一个量子粒子可以在几条不可分辨的路径中自由选择时,就会产生干涉。玻尔互补原理[1]的一个典型例子是一个双光路干涉仪,外部探测器耦合到其中一条光路。然后,如果人们能够检测到,甚至在原则上,粒子所采取的路径,则两个路径之间的干涉消失(即失相)。这种类型的路径(WP)实验已经在光子,冷却原子,中子,孤子以及最近在介观系统中的电子中进行[2]。在后一实验中,通过引起流过检测器的电流的变化来提供路径确定。在本实验中,我们进行了一个更有趣的WP确定:只有一个相位变化被诱导在检测器中,而电流保持不受影响。我们表明,这样的检测器干涉仪的相互作用可以理解,从WP的检测器所获得的信息,或者通过了解干涉仪中的干扰所造成的检测器。此外,我们解决了探测器的相干性的微妙作用,并指出在直观的解释实验的困难。
1999-07-11 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantitative complementarity in two-path interferometry
本文将Greenberger和Yasin提出的玻尔互补性的定量公式应用于某些已有解析表达式的物理情形。这包括各种传统的双缝实验,也包括粒子振荡,如中性-K介子系统,以及相同原子核的莫特散射。对于所有这些情况,可以实现统一的描述,包括一个新的参数,$ν$,它量化的条纹的有效数量,可以观察到在每个特定的干涉设置。
2003-11-26 hep-ph nucl-th quant-ph
Cohesion accounting of complementarity in path--polarization interferometry
University of Cantabria(坎塔布里亚大学)
本文在偏振双缝干涉中建立了四个可观测量的精确恒等式,揭示了可见度、路径可预测性和混合度之间的定量互补关系。
2026-06-18 physics.optics quant-ph
Path-phase duality of an interfering particle with translational-internal entanglement
本文的目的是重新审视互补性的影响,当我们注入到一个马赫曾德尔干涉仪的内部结构的粒子,准备在特殊的自旋内部纠缠(TIE)状态。与标准情况相比,这种相关性导致路径可重复性是相位相关的。我们表明,这样的TIE状态允许我们检测小相移,几乎完美的路径可扩展性,超出了标准情况下(可扩展性是独立的干涉相位时)的互补性同时哪种方式和哪种相位测量所施加的限制。
2007-05-29 quant-ph
Wave-particle duality of light appearing in the intensity interferometric situation
在强度相关测量的强度干涉中,特别是在Hong-Ou-Mandel干涉仪中观测到的二阶强度干涉的情况下,我们证明了光的波粒二象性及其互补关系。与杨氏双缝干涉仪中基于相位相干的干涉中出现的互补关系不同,强度干涉中的互补关系在经典光和非经典光之间存在间隙。这揭示了光的一种新的非经典性质,其中波和粒子的性质都是经典可理解的。我们进一步将波粒二象性和互补性推广到高阶强度干涉情形。
2022-01-13 physics.optics quant-ph
Experimental Demonstration of Quantum State Multi-meter and One-qubit Fingerprinting in a Single Quantum Device
我们在核磁共振实验中,利用量子干涉多用仪,在不需要量子层析成像资源的情况下,提取未知量子态的某些性质。它可以进行量子系统的直接态确定、本征值/本征向量估计、纯度测试以及任意两个未知量子态的重叠。使用相同的设备,我们还演示了单量子位量子指纹识别。
2004-12-08 quant-ph
Testing complementarity on a transmon quantum processor
我们提出了量子线路来测试使用对称的双向干涉仪耦合到哪个路径检测器的干涉互补。首先,我们考虑两个量子位设置,其中路径信息到检测器子系统的受控传输耗尽了探测子空间上的干扰,通过最小误差状态鉴别测量来测试可测量性-可测量性的权衡。接下来,我们考虑量子擦除器设置,其中在正确的基础上读出路径信息恢复干涉图案。这些实验是在IBM超导transmon处理器上进行的。提供了结果的详细分析。尽管在粗糙的水平上找到了与理论的良好一致性,但我们也发现了小而持久的系统偏差,阻止了完整的粒子和波动统计的观察。我们通过仔细建模两个量子比特门来理解它们,表明即使在它们的实现中出现很小的相干错误,也会妨碍玻尔的强互补性公式的观察。
2021-09-28 cond-mat.supr-con quant-ph
Quantum coherence versus interferometric visibility in a biased Mach-Zehnder interferometer
双缝干涉仪和带平衡分束器的马赫-曾德尔干涉仪(MZI)是研究量子波粒二象性的典型装置。这些设置诱导的干涉可见度(IVI)与单量子系统(WAQ)的波方面的定量关联。最近,人们意识到,量子相干性(QC)可以更好地适合于量化互补关系中的WAQ。在这篇文章中,我们研究了在输入和输出都有偏置分束器的MZI,我们表明,在某些情况下,IVI不足以量化WAQ,因为它不反映量子相干性的行为,即使是对于二维封闭量子系统。使用IBM量子计算机,我们通过对带有偏置分束器的光学MZI进行完整的量子模拟,实验验证了我们的理论研究结果。
2023-01-27 physics.optics quant-ph
Experimental demonstration of the equivalence of entropic uncertainty with wave-particle duality
本研究利用光的OAM态及少模光纤与光子灯笼平台,实验证明波粒二象性与熵不确定性关系的等价性,为互补原理和量子技术提供新视角。
2024-07-04 quant-ph
Persistence of Quantum Triality Relations in Open Qubit and Qutrit Systems
本文研究了在开放量子系统中量子三元关系的持续性,通过分析相干性、可预测性和纠缠在噪声通道下的行为,展示了其在退相干下的鲁棒性。
2025-11-28 physics.optics quant-ph
Quantitative duality and neutral kaon interferometry in CPLEAR experiments
本文讨论了玻尔互补原理和干涉对偶性的定量表述,并将其应用于中性K介子系统。CPLEAR协作组织最近的测量结果可以很容易地用“中性K介子干涉测量法”来解释,说明并证实了量子力学的这些基本原理。
2003-07-03 hep-ph quant-ph
Quantum interferometric visibility as a witness of general relativistic proper time
目前在量子力学中探索广义相对论效应的尝试集中在物质波干涉测量中相移的精确测量上。然而,相移总是可以解释为由于Aharonov-Bohm效应而产生的,其中平坦时空中的粒子受到有效势的影响。在这里,我们提出了一个新的量子效应,不能解释没有广义相对论的概念,真正的时间。我们考虑一个“时钟”的干扰-一个粒子与不断变化的内部自由度-这不仅会显示相移,但也减少了干涉图案的可见性。根据广义相对论,真时间在不同的时空区域以不同的速率流动。因此,由于量子互补性,可见性将下降到路径信息从“时钟”读出适当时间变得可用的程度。这种引力诱导的退相干将首次检验量子力学中真时的广义相对论概念。
2011-11-08 gr-qc quant-ph
Generalized quantum interference of correlated photon pairs
几率幅之间的叠加性和不可逆性在观测关联光子的量子干涉效应中起着重要的作用。Hong-Ou-Mandel干涉和路径纠缠光子数态的干涉是量子信息技术中的一个重要研究课题。然而,一个完全广义的双光子量子干涉方案,考虑到Hong-Ou-Mandel方案和路径纠缠光子数态尚未提出。在这里,我们报告的广义双光子干涉的实验演示与Hong-Ou-Mandel效应的干涉特性和完全展开版本的路径纠缠光子数态使用光子对源,这是独立产生的自发参量下转换。我们的实验方案解释了双光子干涉条纹揭示在一个单一的干涉仪设置单和双光子相干特性。利用所提出的干涉测量,可以直接估计光子对源的联合光谱强度。
2015-03-30 quant-ph
Demonstration of Controllable Temporal Distinguishability in a Three-Photon State
多光子干涉是最近提出的线性光量子计算方案的核心,并且在量子信息的许多协议中起着至关重要的作用。量子干涉效应的产生是由于量子的不可逆性。迈克尔森干涉仪等光学干涉仪在单光子水平上提供了二阶相干性的测量,而洪欧曼德尔干涉仪被广泛用于描述双光子纠缠和不可逆性。然而,对于两个以上光子的系统,还没有一种有效的方法。最近,提出了一种新的干涉方案来量化多光子可分辨性的程度。在这里,我们报告了一个实验,以实现该计划的三光子的情况下。我们能够产生三个光子具有不同程度的时间可分辨性,并演示如何通过三光子干涉的可见性来表征它们。这种定量描述多光子不可逆性的方法对实现量子信息协议具有实际意义。
2006-06-14 quant-ph
Experimental demonstration of wave-particle duality relation based on coherence measure
波粒二象性是在量子力学中起着重要作用的玻尔互补原理的一个典型例子。先前的研究使用干涉图案的可见性来量化波属性,并使用路径信息来量化粒子属性。然而,相干性是干涉现象的核心和基础。如果能用相干性来刻画波动性,将加深对波粒二象性的理解。最近的理论工作[物理学。116,160406(2016)]发现了量子相干性与路径信息之间的两种关系。本文首次定量地给出了基于两种相干测度的波粒二象性的新测度。通过对光子路径自由度进行编码的目标状态的层析成像,可以得到由l1范数测度和相对熵测度中的相干性量化的波的性质。粒子的性质,量化的路径信息,可以通过检测器状态的歧视,这是编码的光子的偏振自由度,获得。我们的工作可以加深人们对相干性的理解,并为研究波粒二象性提供一个新的视角。
2018-02-26 quant-ph
A probabilistic view of wave-particle duality for single photons
本文提出波粒二象性的一种新互补性——波的连续性与粒子的离散性,通过量子场论概率方法证明特定条件下同时测量波振幅与光子数被禁止,并建议用连续-离散二象性取代干涉二象性。
2023-10-08 physics.optics quant-ph
Experimental demonstration of a squeezing enhanced power recycled Michelson interferometer for gravitational wave detection
干涉引力波探测器预计会受到某些频率的散粒噪声的限制。我们的实验表明,一个功率回收迈克尔逊与压缩光注入到暗端口可以克服这个限制。测量到2.3dB的信噪比的改善,并长时间稳定锁定。我们实验的配置、控制和信号读出与当前的引力波探测器设计兼容。我们认为我们的系统的应用程序,如LIGO长基线干涉仪的设计。
2002-05-09 gr-qc physics.optics quant-ph
Demonstrating quantum contextuality of indistinguishable particles by a single family of noncontextuality inequalities
量子理论有一个有趣的特征,它与非上下文隐变量模型不一致,因为在非上下文隐变量模型中,测量的结果不依赖于同时进行的其他兼容测量。虽然已经建立了量子系统的这种背景行为的各种证据,但对于无法区分的粒子证明这种有趣特征的可能性,我们知之甚少。在这里,我们以一种简单而系统的方式表明,仅使用投影测量,就可以证明任意希尔伯特空间维度的这种系统的量子上下文性,包括对应于量子比特的系统。我们的证明不仅适用于单个费米子,也适用于多个费米子,因此也适用于由偶数个费米子组成的复合玻色子。此外,我们的方法给出了一个明确的示范互补性和上下文,量子理论的两个看似无关的方面之间的密切联系。
2015-03-27 quant-ph
Experimental Demonstrations of Coherence de Broglie Wavelength for Scalable Superresolution with Near-perfect Fringe Visibility
Gwangju Institute of Science and Technology(光州科学技术院);QSIM+;Oregon State University(俄勒冈州立大学)
本文实验演示了基于相干德布罗意波长(CBW)的超分辨率方法,实现了N=3的增强,条纹可见度接近1且对光子损失鲁棒,为实用化可扩展超分辨率传感与计量提供了平台。
2026-06-29 quant-ph
Two-photon interference of temporally separated photons
我们目前的实验演示的双光子干涉涉及时间上分离的光子在两种类型的干涉仪:马赫-曾德尔干涉仪和基于偏振的迈克耳孙干涉仪。通过在两个输入光子之间引入大的时间延迟,在两个干涉仪臂内的对称叠加状态中概率地制备双光子状态;该状态由两个时间上分离的光子组成,它们处于两个不同或相同的空间模式。然后,我们观察到的双光子干涉条纹同时涉及Hong-Ou-Mandel干涉效应和路径纠缠的双光子态的干涉在一个单一的干涉设置。观察到的双光子干涉条纹提供了单光子和双光子波包的干涉特性的同时观察。观测还可以促进对干涉现象的起源的更全面的理解,所述干涉现象是由干涉仪臂内的两个时间上分离的光子组成的空间聚束/反聚束双光子状态引起的。
2016-10-11 quant-ph
Towards Quantum Telescopes: Demonstration of a Two-Photon Interferometer for Quantum-Assisted Astronomy
针对经典光学干涉测量长基线扩展成本高、角分辨率受限的问题,提出无需站点间光学链路的新型双光子干涉仪,台式模拟实验验证了光子对探测的相关性,为大幅提升干涉基线和天体测量精度开辟新路径。
2023-01-24 astro-ph.IM quant-ph
Quantum discord determines the interferometric power of quantum states
量子精密测量利用量子力学定律来提高估计技术相关参数(例如相位、频率或磁场)的精度。探测器状态通常根据其参数正在被估计的特定动态来定制。在这里,我们考虑一个新的框架,量子估计进行干涉配置,使用二分探针状态时,只有生成的哈密顿量的频谱是已知的。我们引入了一个图的计划,给出了最坏情况下的精度在所有合适的哈密顿量,并证明了它的金额正好是一个可计算的测量输入探针的不和谐型量子相关。我们补充我们的理论结果与计量实验,实现了在一个高度可控的室温核磁共振设置,这提供了一个概念验证的演示的有用性不和谐的传感应用。不一致的探针,以保证非零精度的估计过程中,不同的生成哈密顿,而经典相关的探针是无法完成的估计在最坏的情况下设置。这项工作为一般量子相关性建立了严格而直接的操作解释,揭示了它们在量子技术中的潜力。
2014-05-28 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Comment on "Quantitative wave-particle duality in multibeam interferometers"
在最近的论文[Phys. Rev. { \bf A64},042113(2001)]中,S.杜尔提出了一个有趣的多光束推广的定量公式的干涉波粒二象性,发现了由恩格勒双光束干涉仪。建议的推广是一个不等式,涉及的条纹可见度的广义措施,某些措施的最大量的哪种方式的知识,可以存储在哪种方式的检测器。我们构造了一个明确的例子,其中,三个光束处于纯态,杜尔提出的方案导致一个理想的哪路检测器的可能性,可以实现更好的路径鉴别,同时作为一个更好的条纹可见度。在我们看来,这似乎是在互补性的直观的想法,因为它是在两个光束的情况下,其中增加的路径歧视总是意味着减少条纹可见性,如果光束和检测器是在纯状态下实施。
2003-04-01 hep-th quant-ph