Quantum Zeno and Zeno-like effects in nitrogen vacancy centers
提出了通过控制氮空位(NV)中心近端电子自旋来实现近端$\mathrm{^{13}C}$核自旋的量子Zeno效应(QZE)和量子类Zeno效应(QZLE)的方案.测量通过施加微波脉冲来诱导不同电子自旋状态之间的跃迁来执行。在实际的实验条件下,我们的计算结果表明,在NV中心附近的$^{13}$ C核自旋中同时存在QZE和QZLE.
2015-11-06 quant-ph
Semiclassical Dynamics from Zeno-Like measurements
原子-场动力学通常的半经典近似是把场算符换成与(假定足够大的)场强度有关的复数。我们表明,耦合系统的半经典演化总是可以通过频繁的一个子系统的状态上的Zeno样的测量,独立于在给定的例子中的场强。我们从这个角度来研究Jaynes Cummings模型。
2009-07-31 quant-ph
Quantum Zeno-like effect due to competing decoherence mechanisms
我们提出了一个自洽的量子力学方法来研究受随机时间演化的二能级系统的动力学。这种随机性引起耗散和非耗散消相干之间的竞争效应,从而减慢原子衰变速率。
2001-06-25 quant-ph
General equation for Zeno-like effects in spontaneous exponential decay
结果表明,发射粒子与粒子探测器的非弹性相互作用、衰变到不稳定能级、衰变终态的拉比跃迁(电磁场主导)等不同的自发衰变常数扰动机制,实际上是衰变终态耗散对衰变常数扰动这一普遍效应的特殊类型。我们认为这种现象是类Zeno效应,并导出了微扰衰变常数的一般公式。
1999-09-26 quant-ph
W state generation and effect of cavity photons on the purification of dot-like single quantum well excitons
提出了一种三粒子纠缠纯化方案。研究的物理系统是通过单个微腔模独立耦合的点状单量子阱激子。该方案的理论框架是基于量子跳跃方法来分析三激子纠缠的进展,作为一系列的条件测量已经采取了腔场状态。我们首先研究了在两粒子方案中,腔光子对双激子态纯度和纯化效率的影响。然后我们推广了两粒子的情形,得出三激子态可以被提纯到具有单光子俘获现象的W态,并且提纯的产率很高。最后,还提出了一种可实现的设置仅使用适度的和目前可行的技术进行纯化。
2004-10-19 quant-ph
Quantum Zeno-like effect and spectra of particles in cascade transition
本文用马尔可夫近似方法求解了三能级量子系统中两步自发级联跃迁的Shrödinger方程。结果表明,级联中间能级的不稳定性对初始能级的衰变常数和辐射位移都有影响。这些现象被解释为量子类Zeno效应的不同表现。在一般情况下,特别是,对于一个不寻常的情况下,当初始状态低于中间的级联过渡过程中发射的粒子的光谱进行了计算。结果表明,在后一种情况下,粒子的光谱不具有峰状形状。
2000-09-16 quant-ph
Distillation of Entanglement between Distant Systems by Repeated Measurements on Entanglement Mediator
最近提出的一种纯化方法,其中一个子系统的类Zeno测量可以带来与前者相互作用的另一个子系统的蒸馏,被用来产生遥远系统之间的纠缠态。结果表明,对一个二能级系统与另外两个空间分离的非耦合子系统的局域相互作用的测量,无论两个子系统的初态如何,都能从后者中提取出纠缠态.
2004-09-13 quant-ph
Continuous quantum measurement of a double dot
考虑了用弱耦合探测器(隧道点接触)对双量子点的连续测量。虽然传统的方法描述了逐步的系统退相干由于测量,我们研究的情况下,当探测器输出明确记录,导致相反的效果:逐步净化的双点密度矩阵。推导了探测器随机输出引起的密度矩阵随机演化的非线性朗之万方程。逐渐坍缩、逐渐净化和量子芝诺效应都可以用这个方程自然地描述。我们还讨论了可能的实验来证实这一理论。
1999-09-02 cond-mat.mes-hall quant-ph
Tunable Tradeoff between Quantum and Classical Computation via Nonunitary Zeno-like Dynamics
我们提出并分析了一个非单一的变体的连续时间Grover搜索算法的基础上频繁的Zeno型测量。我们表明,该算法的规模类似于纯量子版本推导出严格的分析下限,其效率为任意的数据库大小和测量参数。我们还研究了噪声的算法的行为,并发现,在一定的预言和操作错误,我们的基于测量的算法优于标准算法,对这些噪声表现出鲁棒性。我们的分析是基于推导出一个非厄米有效的描述的算法,这产生了更深入的了解组件负责的量子和经典操作的协议。
2022-11-05 quant-ph
Incompatibility assisted Zeno-like confinement enables unbounded sharing of nonlocality
International Institute of Information Technology, Hyderabad(印度理工学院海德拉巴分校);International Iberian Nanotechnology Laboratory(伊比利亚纳米技术实验室)
研究无界数量副本顺序共享贝尔非局域性的条件,通过不相容测量提取非局域性,后处理态保持非局域,建立两种测量场景下初始态和测量噪声选择的约束,证明渐近极限下副本后处理态近似相同。
2026-07-07 quant-ph
Thermodynamical Control by Frequent Quantum Measurements
大"浴池“和小系统之间的热流使它们逐渐接近热平衡,同时增加它们的熵。偏离这一趋势的波动涉及一小部分与浴相互作用的系统的统计系综:在这方面,量子和经典热力学是一致的。它们之间会有巨大的差异吗?在这里,我们解决一个明显的量子力学设置,显示这样的差异:两个能级系统(TLS)和浴之间的热平衡的扰动频繁和简短的量子(非破坏)测量的TLS能量状态。如果测量的频率足够频繁,可以诱导芝诺或反芝诺状态,即TLS弛豫的减速或加速,那么系统和浴的熵和温度与无记忆浴的标准物理规则所预期的完全无关。这些异常的实际优势是可以非常快速地控制热和熵,使量子系统的冷却和状态纯化比它们的热平衡时间快得多。
2008-04-14 quant-ph
Observed quantum dynamics: classical dynamics and lack of Zeno effect
我们研究了一个案例研究,其中经典进化出现时,观察量子进化。通过使用一个单模量子克尔演化中断的测量的双零差类(投影演化的场状态到类经典的相干态或量子压缩态),我们表明,无论测量是经典的或量子有没有量子芝诺效应和演化原来是经典的。
2020-09-22 quant-ph
Tutorial: Understanding quantum Zeno and anti-Zeno regimes
University of Southern California(南加州大学);Chapman University(查普曼大学);Northwestern University(西北大学)
本教程通过受驱动量子比特的示例,统一阐释量子芝诺与反芝诺效应的机制,适合量子控制、测量及量子计算领域的研究者学习应用。
2026-08-13 quant-ph
Conditions for anti-Zeno effect observation in free-space atomic radiative decay
频繁的测量可以改变不稳定量子态相对于费米黄金法则给出的自由动力学的衰变。在一篇具有里程碑意义的文章中,自然405,546(2000),Kofman和Kurizki得出结论,在量子衰变过程中,通过频繁测量加速衰变,称为量子反芝诺效应(AZE),似乎无处不在,而它的对应物,量子芝诺效应,是无法实现的。然而,到目前为止,还没有对自由空间中原子辐射衰变(自发发射)的AZE进行实验观测。在这项工作中,利用氢原子的分析结果,我们发现,在自由空间中,只有非电偶极跃迁应该呈现可观察到的AZE,揭示了这种效应因此比最初预测的要普遍得多。然后,我们提出了一个实验方案的AZE观测,涉及的D 5/2和S 1/2之间的最重的碱土金属离子Ca +和Sr +的电四极跃迁。所提出的协议是基于STIRAP技术,它的作用就像一个失相准测量。
2018-07-03 quant-ph
Zeno effect and ergodicity in finite-time quantum measurements
我们表明,试图测量一个非本地的时间量,如时间平均$\la A\ra_T$的动态变量$A$,通过分离到越来越窄的排他性类费曼路径陷阱系统在相应的运营商$\a$的本征子空间。相反,在有限精度的$\la A\ra_T$的长测量中,系统探索其希尔伯特空间并被驱动到普适稳态,其中$\a$的冯诺依曼系综平均与$\la A\ra_T$一致。这两种效果都方便地分析在相应的振幅分布和Zeno的行为的奇异性和临界点被证明是保守的概率的后果。
2011-05-10 quant-ph
First-order coherent quantum Zeno dynamics and its appearance in tight-binding chains
本文首次提出相干量子芝诺动力学可按阶数分类,重点研究鲜为人知的一阶相干QZD,并通过构造紧束缚链状系统展示了其表现为非局域端到端布居跃迁。
2023-11-30 quant-ph
Heterogeneous Multipartite Entanglement Purification for Size-Constrained Quantum Devices
量子信息处理所需的纠缠资源有多种形式,从贝尔态到多体GHZ态或团簇态。在这些资源不完美的生成之后对其进行纯化是将它们用于量子架构中不可或缺的一步。虽然这一挑战,无论是在贝尔对和更一般的多体纠缠态的情况下,主要是克服了存在的完美的本地量子硬件与不受约束的量子位寄存器的大小,设计最佳的净化策略有限大小的现实嘈杂的硬件仍然难以捉摸。在这里,我们离开了过去20年中探索的多体状态的典型纯化范式。我们目前的情况下,硬件的限制被考虑在内,并令人惊讶地发现,较小的“牺牲”状态,如贝尔对,可以更有用的纯化多体状态比这些相同的状态的额外副本。这大大简化了需求,并为利用近期联网的量子硬件提供了一条全新的途径。
2021-09-07 quant-ph
Quantum Zeno effect in self-sustaining systems: suppressing phase diffusion via repeated measurements
以量子范德波尔振子为例,研究了频繁投影测量对量子自维持系统动力学的影响。量子涨落是负责相位扩散逐渐模糊的半经典极限环动力学和同步,无论是外部驱动,或两个耦合的自持振荡器之间。我们表明,通过在适当的重复频率下对系统进行外差式重复测量,可以显着抑制相位扩散,而不会破坏半经典动力学。这种量子类Zeno效应可能是有效的,无论是在一个或两个耦合的范德波尔振荡器的情况下,我们讨论了其可能的实现的情况下,被困离子。
2021-07-13 quant-ph
Wave--particle transition and quantum Zeno effect in which-way experiments with a superconducting quantum processor
RIKEN Center for Quantum Computing (RQC)(理化学研究所量子计算中心);Department of Physics, University of Michigan(密歇根大学物理系);Department of Applied Physics, Graduate School of Engineering, The University of Tokyo(东京大学工学研究科应用物理系)
研究通过超导量子处理器实现马赫-曾德干涉仪,展示光子从波动到粒子行为的转变,并揭示哪条路径测量对纠缠和相干的影响,以及量子芝诺效应的非单调行为。
2026-04-21 quant-ph
Space-time dual quantum Zeno effect: Interferometric engineering of open quantum system dynamics
本文从系统-环境相互作用视角研究轨迹叠加对开放量子系统的影响,发现多轨迹叠加可导致量子态冻结,呈现量子Zeno效应的时空对偶,并无需多原子相关性即可触发Dicke-like超(亚)辐射。
2022-08-04 quant-ph
Quantum Zeno effect and non-Markovianity in a three-level system
研究了在结构玻色子环境中受控制场作用下系统的量子芝诺效应与非马尔可夫性的共存。与环境的相互作用引起从激发态到基态的衰变,而基态又相干地耦合到另一个亚稳态。稳定水平之间的相干耦合的强度的控制允许耗散和记忆效应的工程,而不修改系统-储层相互作用,也不环境属性。我们使用这个框架在两个不同的参数制度对应于快速(坏腔限制)和慢耗散(好腔限制)在原来的,不受控制的量子比特系统。我们的研究结果表明,记忆效应的非单调行为时,提高效率的Zeno冻结。此外,我们确定了一个新的记忆效应的来源,它允许持久的非马尔可夫性很长一段时间,而激发态已经耗尽。
2016-02-03 quant-ph
Any modification of the Born rule leads to a violation of the purification and local tomography principles
利用现有的分类的所有替代品的测量假设的量子理论,我们研究的性质,在这些替代理论的二部系统。我们证明,在所有这些理论的净化原则是违反,这意味着一些混合状态是不是一个更大的系统中的纯态的减少。这使我们能够从纯态结构和可逆动力学以及纯化原理成立的要求中推导出量子理论的测量假设。对净化原理的违反意味着这些理论中存在着某种不可约的经典性,这似乎是在多世界解释中推导玻恩定则的重要线索。我们还证明,在所有这样的修改的任务与本地测量的状态层析成像是不可能的,并提出了一个简单的玩具理论显示所有这些异国情调的非量子现象。这个玩具模型表明,与先前的主张相反,可以在不违反无信号原理的情况下修改玻恩规则。最后,我们认为,量子测量假设是最非经典的所有替代品。
2018-11-01 quant-ph
Perfect Zeno-like effect through imperfect measurements at a finite frequency
量子芝诺效应通常被认为需要无限频繁和完美的投影测量来冻结量子态的动力学。我们表明,量子态的完美冻结也可以实现更现实的非投影测量在有限的频率。
2015-02-11 math-ph math.MP quant-ph
Optimal schedule of multi-channel quantum Zeno dragging with application to solving the k-SAT problem
Berkeley Center for Quantum Information and Computation(伯克利量子信息与计算中心);Department of Chemistry, University of California, Berkeley(加州大学伯克利分校化学系);Laboratoire de Physique de l’École Normale Supérieure Inria, ENS, Mines ParisTech, Université PSL, Sorbonne Université(巴黎高等师范学院物理实验室(Inria、ENS、巴黎矿业学院、PSL大学、索邦大学))
研究多通道量子芝诺拖动,用广义测量将状态拖向目标子空间,以解决k-SAT问题为例。先计算收敛时间解析上界,再用最优控制理论获最优拖动调度,为多通道芝诺拖动及其优化提供理论基础与设计指导。
2026-07-14 quant-ph
Non-Markovianity during quantum Zeno effect
我们研究的Zeno和反Zeno效应的背景下,非马尔可夫动力学纠缠自旋玻色子系统与非相互作用水库。我们确定了增强的非马尔可夫签名在特定的两个量子比特分区的贝尔样的初始状态,结果表明,内部量子比特芝诺效应或反芝诺效应发生在与量子比特间的非马尔可夫动力学的系统参数的范围。有效芝诺或反芝诺动力学的时域与储层相关动力学的非马尔可夫时间尺度大约是相同的数量级,并且由于芝诺机制而引起的衰减速率的变化似乎与特定的两量子比特分区之间的信息流协调。我们扩展我们的分析,研究芝诺机制,非马尔可夫链使用三方国家所产生的供体-受体-汇模型的光合生物系统。
2013-04-11 physics.chem-ph quant-ph
Modulator-Assisted Zeno Control of Energy Transfer in Quantum Batteries
North Carolina State University(北卡罗来纳州立大学);University of California, Berkeley(加州大学伯克利分校)
本文提出一种调制器辅助的量子电池协议,通过局部单位元操作动态重塑有效哈密顿量,实现能量传输的开关控制,并在多体系统中展示其扩展性。
2026-07-28 quant-ph
Virtual Channel Purification
本文提出虚拟信道纯化(VCP)协议,结合旗标容错与虚拟态纯化思想,在无需目标态和噪声模型知识的情况下实现强误差抑制,并衍生出虚拟误差校正(VEC)协议,以低采样成本实现QEC级保护,适用于量子网络任务。
2025-03-28 quant-ph
The Quantum Zeno Effect Immunizes the Avian Compass Against the Deleterious Effects of Exchange and Dipolar Interactions
磁敏感自由基离子对反应被认为是鸟类导航所使用的生物化学磁罗盘的基础。最近的实验为自由基-离子对磁感受机制提供了越来越多的证据,而最近的理论进展也揭示了自由基-离子对反应的量子本质,这些反应被证明表现出许多量子信息科学概念和效应,如量子测量、量子跳跃和量子芝诺效应。我们在这里表明,量子芝诺效应提供了鸟类罗盘机制的鲁棒性,并免疫它的磁性和角度的敏感性对有害的和分子特定的交换和偶极相互作用。
2012-05-22 physics.bio-ph quant-ph
Searching Axion-like Dark Matter by Amplifying Weak Magnetic Field with Quantum Zeno effect
本文理论提出利用量子芝诺效应(QZE)通过核自旋放大弱磁场信号,证明其在高斯噪声下的放大倍数较马尔可夫情形提高约$e^{1/2}$倍,并确定最优实验参数,为暗物质和奇异相互作用的新约束实验提供指导。
2025-02-19 physics.app-ph quant-ph
Noise-induced Zeno-like effect in a spin-chain quantum battery
本研究证明在自旋链量子电池中,适当设计的噪声可诱导类Zeno效应,稳定存储能量并提升充电性能,其中比特-相位翻转通道兼具快速充电与高存储优势。
2025-09-09 cond-mat.mes-hall quant-ph
Effective Subspace for Pure State Transfer Induced by Measurements
量子控制的一个主要目标是将量子系统转向预期的状态或动力学。对于测量诱导的量子控制,测量作为唯一的控制,这就像量子芝诺和反芝诺效应中的情况。本文将在一般的$N$能级量子系统中研究这种情况。证明了当初始状态和期望状态都是纯状态时,控制空间可以约化为仅由这两个状态张成的有效子空间。这一结果将大大简化$N$能级量子系统的测量诱导控制策略。
2015-09-18 quant-ph
A no-go theorem for theories that decohere to quantum mechanics
到目前为止,还没有实验证据证明量子理论是无效的。然而,它可能只是对世界的有效描述,就像经典物理学是对量子世界的有效描述一样。我们问是否存在一个操作定义的理论取代量子理论,但减少到它通过退相干的机制。我们证明,如果要求后量子理论满足两个自然物理原理:因果性和净化性,则不存在这样的后量子理论。因果关系形式化了信息从现在传播到未来的陈述,以及由于缺乏关于环境的信息而导致的不完整信息的每个状态以本质上独特的方式出现的净化。因此,我们的结果既可以被看作是自然的基本理论是量子的证据,也可以被看作是以严格的方式表明任何后量子理论都必须放弃因果性、纯化或两者兼而有之。
2018-07-04 quant-ph
Competition between decoherence and purification: quaternionic representation and quaternionic fractals
我们考虑退相干过程和迭代量子纯化协议之间的竞争。我们表明,这种竞争可以模拟到四元数空间的非线性映射。这种非线性映射具有复杂的行为,在由净化效应主导的量子态的区域和由退相干效应主导的量子态的区域之间引入分形边界。边境上的国家不稳定。这个边界在3D空间中的嵌入就像一个四元数的Julia集或一个具有分形内部结构的Mandelbulb。
2022-05-31 math-ph math.MP nlin.CD
Quantum anti-Zeno effect in artificial quantum systems
本文研究了人工原子与结构化池相互作用过程中由重复测量引起的量子反芝诺效应。该池可以用一维耦合谐振腔人工实现,并具有类似周期势场中布洛赫电子的光子能带结构。在重复测量的情况下,发现纯QAZE,因为即使对于人工浴的能带之外的原子能级间隔,可观察到的衰变也不可忽略。如果没有测量,衰变就不会发生在能带之外。在这个意义上,增强的衰减完全由通过浴提供的弛豫通道的测量引起。此外,我们还讨论了由范霍夫奇异性引起的有争议的黄金法则衰变率和反旋转项的影响。
2010-03-24 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum Zeno effect in the strong measurement regime of circuit quantum electrodynamics
我们观察到量子芝诺效应-测量的行为减慢量子态跃迁的速率-在超导量子比特使用线性电路量子电动力学读出和近量子限制的放大器。在同时的强测量和量子比特驱动下,量子比特在状态之间经历一系列量子跳跃。这些跳跃在实验测量记录中是可见的,并且使用极大似然估计来分析以确定量子比特跃迁速率。所观察到的利率同意与分析预测和数值模拟。该分析方法适用于一般含噪随机电报信号的处理。
2015-12-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
New insights of quantum Zeno phenomenon: an indirect correlation effect among subsystems
对处于可观测初始状态的不稳定粒子的频繁测量使粒子冻结在该状态,称为量子芝诺效应[1-14]。对可观测子空间的测量进一步揭开了量子芝诺动力学的序幕[15-17]。这些现象影响了在量子信息和量子计算中广泛应用的量子测量的结果[18-21]。然而,当初始状态与连续库耦合时,这个共同的论点是不够的。在这样一个不可逆系统中,固有的衰变性质破坏了冻结行为。虽然已经证明了初始状态的衰变率会受到测量的影响[7],但对这种依赖于测量的衰变的详细机制的了解仍然有限。在这项工作中,我们发现基于三个子系统微扰理论,一个连续水库和测量仪器之间的间接相关通过与量子系统的相互作用,导致这些子系统之间的拉比类互调。这种组合的间接相关效应驱动系统进入量子芝诺和再激活区域,这取决于拉比强度,脉冲占空比及其重复率。我们还发现,衰减率的动态变化是相当不同的连续和脉冲测量,因此,显着影响系统的动力学。
2017-02-02 physics.optics quant-ph
Quantum Zeno suppression of dipole-dipole forces
我们考虑了嵌入超冷气体中的高激发态里德伯原子二聚体中由于共振偶极-偶极相互作用引起的原子间力。这些力量依赖于一个相干叠加的两个原子的电子状态,这是破坏了连续监测的二聚体状态通过检测方案利用可控的相互作用与背景气体原子。我们发现,这种内在的退相干的分子能量表面可以逐渐恶化的排斥二聚体状态,造成吸引力和排斥字符的混合。对于足够强的退相干,类泽诺效应导致原子间力的完全停滞。最后,我们展示了如何短的散肩脉冲可以可控地重新分配不同的分子能量表面之间的人口。
2016-11-23 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
The Quantum Zeno Effect -- Watched Pots in the Quantum World
公元前5世纪,埃利亚的哲学家和逻辑学家芝诺提出了几个悖论,两千五百多年来一直没有解决。$20^{th}$世纪看到了一些决议芝诺的令人难以置信的问题。这漫长的旅程看到了许多重要的里程碑的形式发现一样的工具收敛系列和理论的无限集数学。最近,芝诺效应在一个相当不可能的地方出现了一个有趣的现象-一种涉及量子系统时间演化的情况,这种情况需要经过一段时间的“观察”。20世纪60年代在前苏联工作的Leonid Khalfin和ECG Sudarshan和B.德克萨斯大学奥斯汀分校的Misra首先引起了人们对这个问题的关注。1977年,ECG Sudarshan和B. Misra发表了一篇关于量子芝诺效应的论文,名为“量子理论中的芝诺悖论“。他们迷人的结果揭示了量子世界的奇异运作。Misra和Sudarshan 1977年的论文激活了二十多年来对该主题的理论和实验探索,并且仍然继续引起人们的兴趣。在下文中,描述了量子芝诺效应,并简要概述了Misra和Sudarshan论文之后的一些工作。量子芝诺效应是量子魔法世界中无数难以想象的可能性的又一个例子。
2012-11-15 physics.hist-ph physics.pop-ph quant-ph
Quantum Zeno-like Paradox for Position Measurements: A Particle Precisely Found in Space is Nowhere to be Found in Hilbert Space
Mathematics Institute, Eberhard Karls University Tübingen(蒂宾根大学数学研究所)
研究在单位区间量子粒子上进行位置及投影测量,发现当位置测量精度趋于完美时,特定投影测量结果为1的概率趋于0,表明需超越希尔伯特空间的新型量子态描述完美位置测量后的粒子。
2026-07-09 math-ph math.MP quant-ph
Zeno Freezing and Anti-Zeno Acceleration of the Dynamic Evolution of Acoustic Topological Boundary States
本文在空间调制拓扑声波导中利用类量子测量模拟 Zeno 子空间微扰,理论与实验揭示拓扑边界态隧穿的 Zeno 冻结与反 Zeno 加速条件及机制。
2025-01-07 cond-mat.other physics.class-ph quant-ph
Purification of Mixed State with Closed Timelike Curve is not Possible
在普通的量子理论中,任何混合态都可以通过引入一个辅助系统而在扩大的希尔伯特空间中被净化。纯净态不依赖于任何与混合态相互作用的外来系统的状态,也不依赖于物理相互作用。在这里,我们证明了,这是不可能的纯化的混合状态,穿越一个封闭的时间曲线(CTC),并允许以一致的方式与一个容差尊重(CR)量子系统以相同的方式相互作用。因此,在一般情况下,CR和CTC系统之间的任意相互作用,没有通用的“教会的较大希尔伯特空间”的混合状态与CTC。这表明,在具有CTC的量子理论中,可以存在“适当的”和“不适当的”混合物。
2010-05-17 gr-qc quant-ph
Multi-product Zeno effect achieving higher order convergence rates
University of Tübingen(蒂宾根大学);Technical University of Munich(慕尼黑工业大学)
提出多乘积公式改进量子Zeno效应的收敛速率,从1/n提升至任意高阶1/n^{K+1},通过后处理方法实现高效近似。
2026-06-23 math-ph math.MP quant-ph
Non-Hermitian Dynamics in the Quantum Zeno Limit
测量是量子物理学中最违反直觉的方面之一。量子系统的频繁测量导致量子芝诺动力学,其中时间演化被限制在由投影定义的子空间中。然而,在有限速率下进行的弱测量也能够以非常规的方式将系统锁定在这样的芝诺子空间中:通过在该子空间之外的虚拟中间态进行拉曼样跃迁,这是不被禁止的。在这里,我们将这个概念扩展到非厄米动力学的领域,通过显示测量和系统自身的动态之间的随机竞争可以由非厄米哈密顿描述。我们得到一个解析解的超冷玻色子在晶格中,并表明,暗态的隧道运营商是一个稳定的状态,其中可观察的波动是零和隧道被抑制破坏性的物质波干涉。这开辟了一个新的研究领域,超越了经典的量子芝诺动力学,并导致了全球测量反作用和短程原子动力学之间竞争的新范式。
2016-07-13 cond-mat.quant-gas physics.optics quant-ph
Quantum anti-Zeno effect
通过重复、频繁地测量系统的状态来阻止量子系统的时间演化被称为量子芝诺效应(或悖论)。本文从理论和数值上研究了重复测量对表现出经典混沌量子局域化的多能级系统量子动力学的影响。分析是基于波函数和薛定谔方程,没有引入密度矩阵。我们展示了如何在简单的少能级系统中的量子芝诺效应可以恢复和理解正式建模的测量效果的动态随机化的相位测量状态。进一步将类似的分析方法推广到受强外力驱动和频繁测量影响的多级系统的动力学研究。我们表明,频繁的测量这样的量子系统的结果在经典混沌的量子抑制的离域。这个结果与量子芝诺效应相反。由于重复的频繁测量,这些准经典系统的量子抑制和恢复经典时间演化的离域现象因此可以称为“量子反芝诺效应”。从这个分析中,我们进一步得出结论,频繁或连续可观测的准经典系统基本上是以经典方式演化的。
1997-08-13 chao-dyn nlin.CD quant-ph
Symmetric channel verification for purifying noisy quantum channels
本文提出利用量子信道固有对称性的对称信道验证(SCV)协议,以检测并纠正破缺对称噪声,并给出仅需单量子比特辅助比特的硬件高效实现。
2025-10-20 quant-ph
Grover Speedup from Many Forms of the Zeno Effect
本文证明测量、退相干及激发态衰变等多种芝诺效应形式均可实现最优Grover型量子加速,并将相关算法归纳为相位踢击、退相测量和振幅破坏三个族,为模拟量子计算新范式提供可能。
2024-11-15 cs.ET quant-ph
Quantum trajectory approach to circuit QED: Quantum jumps and the Zeno effect
我们对超导电荷量子比特与传输线谐振器的色散耦合进行了理论研究。从这个耦合系统的主方程描述出发,利用极化子变换,我们得到了量子比特的精确有效主方程。然后,我们使用量子轨道理论研究的测量量子比特的连续零差测量的谐振腔外场。利用相同的porlaron变换,得到了量子比特条件态的随机主方程。从这个结果,各种定义的测量时间进行了研究。此外,我们发现在强零差测量的极限下,量子比特的典型量子轨迹表现出从扩散到跳跃的交叉行为。最后,在量子比特上存在拉比驱动的情况下,量子比特动力学表现出量子芝诺行为。
2008-01-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Krylov complexity of purification
Julius-Maximilians-Universität Würzburg(维尔茨堡大学);Institute for Theoretical Physics and Astrophysics(理论物理与天体物理研究所);Würzburg-Dresden Cluster of Excellence ct.qmat(维尔茨堡-德累斯顿卓越集群 ct.qmat);Perimeter Institute for Theoretical Physics(理论物理珀金斯研究所);Yukawa Institute for Theoretical Physics(汤川理论物理研究所);Kyoto University(京都大学);Center for Gravitational Physics and Quantum Information(引力物理与量子信息研究中心)
研究通过分析纯化过程的Krylov复杂度,揭示了其与热态演化、Rindler粒子数及量子速度限制的关系,并提出Krylov互复杂度作为引力对偶的诊断工具。
2026-01-21 cond-mat.stat-mech hep-th quant-ph
Zeno-Constrained Formation of Relativistic Mass Shells
本文研究了量子线性玻尔兹曼方程的扩展,探讨开放量子系统在强持续监测下的不可逆动量空间动力学,通过量子泽诺效应消除快速自由度,得到具有洛伦兹签名二次形式的红外固定点。
2026-03-30 cond-mat.stat-mech hep-th quant-ph
Stability of a quantum skyrmion: projective measurements and the quantum Zeno effect
本文理论分析了局部投影测量下量子斯格明子的动力学,发现其量子态在外部扰动下变化甚微,并证明通过重复测量可借助量子Zeno效应实现量子斯格明子的完全稳定化。
2023-09-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Interaction-free measurement study as a quantum channel discrimination problem
无交互测量(IFM),正如其名称所暗示的,可以使人们能够在不与物体交互的情况下检测物体,即,基本上减少了对物体的损害。利用量子信道理论,研究了“类量子Zeno”干涉测量的一般模型,其光学系统是利用量子Zeno效应的类Mach-Zehnder干涉仪,其中被测物是半透明的,询问周期数$N$是有限的。定义了两个重要的概率$P_{\rm loss}$和$P_{\rm error}$来评价IFM过程,它们分别描述了光子的损失率和区分目标存在/不存在的误差。通过该模型可以得到这两个概率的最小值以及达到它们所对应的初始输入状态。并且我们发现当询问周期$N$接近无穷大时,目标可以被完美地检测到,其中这两个概率的最小值都为零,并且到达它们的初始输入状态在我们的系统中变成相同的状态$|1\rangle$。此外,我们还研究了量子关联是否有利于IFM,但答案是否定的,因为纠缠光子输入态不能最小化$P_{\rm loss}$,$P_{\rm error}$多于单光子输入态。我们的工作为IFM的实际实现提供了重要的理论支持,所采用的分析技术可以应用于其他量子促进方案。
2017-03-11 quant-ph
Dynamical purification phase transitions induced by quantum measurements
以测量结果为条件,连续监测量子多体系统的环境减少(净化)系统的约化密度矩阵的熵。我们表明,对于混合初始状态,系统内的测量和纠缠相互作用之间的平衡竞争可以导致(i)在恒定的系统大小无关的速率下局部纯化的相和(ii)纯化时间在系统大小中呈指数发散的“混合”相之间的动态纯化相变。在混合相的剩余熵密度意味着存在一个量子错误保护的子空间,其中量子信息是可靠的编码对未来的非幺正演化的系统。我们发现,这些代码是潜在的相关性容错量子计算,因为它们往往是高度退化,并满足编码的信息密度和错误阈值之间的最佳权衡。在1+1维的空间局域模型中,这种混合初态的相变与最近发现的一类纯初态的纠缠相变同时发生。由于错误保护子空间的形成,1+1维中初始完全混合状态的互信息随时间呈次线性增长。这里研究的净化过渡也推广到具有长程相互作用的系统,在那里传统的纠缠过渡概念必须重新表述。纯化动力学可能是实验中更强大的过渡探测器,其中不完美通常会减少纠缠并将系统推向混合状态。我们描述了在先进的量子计算平台和容错量子计算的背景下研究这类新的非平衡量子动力学的动机。
2020-07-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
A Differential-Geometric Approach to Quantum Ignorance Consistent with Entropic Properties of Statistical Mechanics
本文通过构造纯化流形的度量张量与体积,提出量子粗粒化方法,以体积量化信息缺失,并证明系统演化至最大纠缠平衡态,支撑热化典型性论证。
2023-05-14 quant-ph
Controlled Zeno-Induced Localization of Free Fermions in a Quasiperiodic Chain
Indian Institute of Science Education and Research, Bhopal(印度科学教育研究所博帕尔分校);Nanyang Technological University(南洋理工大学);National Institute of Science Education and Research(国家科学教育研究所);Homi Bhabha National Institute(霍米·巴巴国立研究所);University of Oxford(牛津大学);University College London(伦敦大学学院)
研究测量诱导局域化,探讨在持续监测的一维Aubry-André-Harper模型中量子Zeno区域的特性,通过自洽的量子轨迹构建有效势能,计算Lyapunov指数并验证局域化长度的数值结果。
2026-05-11 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech quant-ph