Time-Correlation and Decoherence in a Two-Particle Interferometer
对两粒子干涉仪进行了理论分析，揭示了与环境相互作用引起的退相干如何影响时间相关性，我们称之为时间相关去相干。具体而言，简单的数学分析的基础上，我们展示了如何一个二分纠缠系统和光子浴代表的环境之间的相互作用可以消除的振荡的干涉仪的重合检测率。我们讨论了这种退相干对光子能量和密度的依赖关系。
2014-01-20 quant-ph
Quantum Fisher Information of Entangled Coherent States in a Lossy Mach-Zehnder Interferometer
本文给出了J. Joo等人[Phys. Rev. Lett.]提出的有耗马赫-曾德尔干涉仪中纠缠相干态的量子费舍尔信息的解析结果。107，083601（2011）]。我们发现，在光子损失很小的情况下，纠缠相干态可以超过海森堡极限。此外，本文所发展的方法也适用于研究多体纠缠相干态的相位敏感性。
2013-08-02 quant-ph
Commentary on the decomposition of universal multiport interferometers: how it works in practice
本文评述通用多端口干涉仪的分解方法，提供自洽的数学细节和实用示例，用于确定门参数并应用相位修正，以实现目标结构。
2024-12-16 quant-ph
Measurements and Mathematical Formalism of Quantum Mechanics
给出了一个不以希尔伯特空间和线性算符为基本元素的量子力学的构造方案。相反，被认为是一个版本的代数方法。元素的非交换代数（观测值）和泛函代数（初等状态）与单次测量的结果被用作该计划的主要组成部分。一方面，在该方案中可以使用标准（柯尔莫哥洛夫）概率论的形式，另一方面，可以再现标准量子力学的数学形式，并研究其适用性的限制。一个简短的大纲是给必要的材料从理论的代数和概率论。文中描述了本文的数学方案是如何与量子测量理论相一致的，并避免了量子悖论。
2008-10-16 quant-ph
The probability of an encounter of photons in nested and double-nested Mach-Zehnder interferometers
我们提出的理论工作的结果，讨论了电磁波通过嵌套马赫-曾德尔干涉仪使用经典光学和标准量子理论的传播。我们表明，一些看似令人惊讶的效果乍一看，这往往是在文献中使用的两个状态矢量形式主义（TSVF）解释，是破坏性或建设性的干涉的直接后果，因此没有必要的非常规的TSVF制定。我们表明，来自TSVF中使用的弱值的光子检测的概率可以被解释为两个相反的光子通量遇到的概率。
2019-07-17 quant-ph
Measuring evolution of a photon in an interferometer with spectrally-resolved modes
在2013年，Danan等人发表了一篇论文[Phys. Rev. Lett. 111，240402（2013）]，证明了嵌套马赫-曾德尔干涉仪中光子的违反直觉的行为。然后，作者提出了一个基于两个状态的矢量形式主义的解释。这个实验和作者的解释在科学界引起了激烈的争论。在本文中，我们有助于正在进行的辩论，提出了一种替代的实验实现的Danan等人。计划。我们表明，没有违反直觉的行为进行直接光谱分辨检测时，观察。
2016-08-05 quant-ph
Nonclassical Fields and the Nonlinear Interferometer
我们证明了几个新的结果的非线性干涉仪，出现在一个优雅的方式描述的非线性干涉仪作为双模纠缠相干态的输出场的形式主义。由于弱非线性演化产生压缩输出，而强非线性演化产生双模两态纠缠相干态，我们阐明了压缩与纠缠相干态之间的关系.在这两个极端之间，存在双模相干态的叠加，对于任意非线性值，表现出不同程度的纠缠。当比值$χ/ π$为有理数时，纠缠相干态基组的基数是有限的，其中$χ$为非线性强度.我们还表明，纠缠相干态可以通过非线性介质从产品相干态产生，而不需要的干涉配置。这为纠缠相干态的产生提供了一个重要的实验简化。
1999-10-08 quant-ph
Why physical understanding should precede the mathematical formalism - conditional quantum probabilities as a case-study
在具有初始和最终边界条件的量子系统中，条件概率通常使用Aharonov-Bergmann-Lebowitz规则来计算。在这个简短的说明中，我们提出了一个看似令人不安的悖论，出现在应用规则的系统略有突破退化。在这些情况下，我们遇到了一个奇异极限--当从完全简并到可忽略的破缺时，概率“跳跃”。我们追溯了悖论的起源，并从传统和现代的角度解决了它，以突出其背后的物理学：考虑测量设备的有限分辨率的必要性。作为一个实例，我们研究了该规则在塞曼效应中的应用。这里提出的分析可能会强调，在进入数学形式主义之前，首先需要考虑支配物理原理，特别是在探索令人困惑的量子现象时。
2019-05-11 quant-ph
Physical and mathematical properties of the space-time-symmetric formalism
众所周知，非相对论性量子力学在空间和时间之间呈现出明显的不对称性。这种不对称性主要归因于该理论缺乏洛伦兹不变性。尽管如此，最近的一项工作[Phys. Rev. A \textbf{95}，032133（2017）]表明，即使这是部分正确的，也有一个更广泛的物理场景，其中空间和时间可以在非相对论性量子理论中以更对称的方式处理。在这种时空对称形式中，定义了一个额外的希尔伯特空间，使得时间被提升到算子的地位，位置成为一个参数。因此，希尔伯特空间现在需要一个由新的量子动力学支配的空间条件量子态。在这篇手稿中，我们揭示了时空对称形式主义的一些物理和数学性质，如：Hamilton-Jacobi和空间条件方程之间的对称性;与时间无关的势的一般解;以及一维无自旋粒子的新拉格朗日量。最后给出了电磁场作用下粒子的空间条件方程，并证明了该方程的规范不变性。
2017-12-09 quant-ph
Mathematical formalism of many-worlds quantum mechanics
我们结合狄拉克的正交表示，埃弗雷特的相对状态，和特胡夫特的本体论基础的想法来定义一个世界的概念量子力学。在数学上，对于一个量子系统$\mathcal{Q}$，它与一个希尔伯特空间$\mathbb{H},$相关联，一个$\mathcal{Q}$的世界被定义为$\mathbb{H}.$的一个正交基。系统的演化由它的世界的薛定谔方程控制。在一个特定世界中的一个可观测量是在相应的基下的一个自伴算子对角线。此外，一个状态被定义在一个关联的世界中，但可以唯一地扩展到整个系统，最近由马库斯，斯皮尔曼和斯利瓦斯塔瓦证明。虽然在$\mathbb{H}$中由单位向量描述的状态可以在不同的世界中确定，但是存在必须由世界的整体确定的所谓拓扑紧凑状态。将量子态看作外部观测，可以将哥本哈根解释应用于世界，得到随机结果的玻恩定则。因此，我们提出了一个数学形式的量子力学的概念的基础上的世界，而不是一个量子态。
2015-06-09 quant-ph
Quantum state preparation and macroscopic entanglement in gravitational-wave detectors
长基线激光干涉仪引力波探测器在宽频带内以标准量子极限（SQL）的10倍（振幅）工作。这种低的经典噪声预算已经允许创建一个受控的2.7公斤宏观振荡器的有效本征频率为150赫兹和占用数为200。这一结果以及进一步改进的前景预示着使用引力波探测器实验探测宏观量子力学（MQM）--日常经验领域中物体的量子力学行为--的新可能性。在本文中，我们提供了数学基础的第一步的MQM实验：准备一个宏观的测试质量到一个接近最小海森堡有限的高斯量子态，这是可能的，如果干涉仪的经典噪声击败SQL在一个宽频带。我们的形式主义，维纳滤波的基础上，允许一个简单的转换从经典的噪声预算的激光干涉仪，在噪声光谱方面，到量子态的准备策略，和准备状态的质量。使用这种形式主义，我们考虑如何高斯纠缠可以建立在两个宏观的测试质量，和性能的计划先进的LIGO干涉仪在量子态的准备。
2009-02-28 quant-ph
Squeezing Enhancement in Lossy Multi-Path Atom Interferometers
Leibniz Universität Hannover（汉诺威莱布尼茨大学）；Austrian Academy of Sciences（奥地利科学院）
本文通过引入广义输入-输出形式，研究了在包含速度选择性和散射损耗的多路径原子干涉仪中，利用自旋压缩态（特别是单轴扭曲态）提升相位灵敏度的方法，并展示了在优化布拉格分束器参数和压缩度后，即使存在实际损耗也能超越标准量子极限数分贝，同时指出了有限温度对纠缠优势的挑战。
2026-06-12 physics.atom-ph quant-ph
Single Photon Two-Level Atom Interactions in 1-D Dielectric Waveguide: Quantum Mechanical Formalism and Applications
本文提出了一个包含宏观哈密顿量的有效模型来描述一维介质波导中二能级原子与散射光的相互作用。所提出的形式主义，使我们能够将连续介质内的光学介质的变化的效果，同时证明了非经典的推导菲涅耳定律。我们得到了二能级系统的输运特性，探讨了它的高Q带阻滤波特性，并讨论了辐射和非辐射耗散的含义。此外，我们应用我们的形式主义修改的法布里-珀罗干涉仪，并显示其自发发射特性的变化与干涉仪长度。最后，我们结束进一步评论波导和腔量子电动力学之间的联系。
2018-07-04 physics.optics quant-ph
Broadening the scope of weak quantum measurements II: Past and future measurement effects within a double Mach-Zehnder-interferometer setting
继较早的应用弱测量新的情况下（第一部分），我们继续探讨其时间特性。我们分析了一个理想化的实验中，弱的路径测量不防止连续的弱干扰效应，然后再次恢复强测量的路径信息。我们还展示了即使对单个粒子进行所有这些测量也可以获得相同的效果。简化的设置使批判性地评估结果的竞争性解释成为可能。最自然的一种是双态矢量形式主义，根据该理论，前一个测量和后一个测量之间的量子“双态”由它们两者同等地决定。
2013-01-10 quant-ph
Atom interferometers in weakly curved spacetimes using Bragg diffraction and Bloch oscillations
本文提出一种基于参数化后牛顿形式的系统方法，自动推导弱弯曲时空中基于布拉格衍射和布洛赫振荡的原子干涉仪的所有相对论相位，并针对多种干涉仪构型及不同基线长度进行了案例验证与比较。
2024-02-07 gr-qc quant-ph
Asking photons where have they been
量子力学并没有为这个问题提供一个明确的答案：通过干涉仪的光子的过去是什么？各种welcher weg测量，延迟选择哪条路径实验和干涉仪中光子的弱测量将光子的过去呈现为一个轨迹或一组轨迹。我们对光子通过嵌套马赫-曾德尔干涉仪的路径进行了实验性的弱测量，结果显示了不同的图像：光子的过去不是一组连续的轨迹。光子告诉我们，它们已经在干涉仪的那些它们不可能到达的部分里了！我们的研究结果导致拒绝一个“常识”的方法，过去的量子粒子。另一方面，它们在量子理论的两态矢量形式主义的框架内有一个简单的解释。
2013-11-04 quant-ph
The quantum optical description of a double Mach-Zehnder interferometer
在本文中，我们描述了在量子光学（QO）的形式主义内的双马赫-曾德尔干涉仪（MZI）。对于单光子Fock状态，该实验设置显示出反直观的行为：对于第一MZI的路径长度差的某些值，输出检测器处的单光子计数统计不会改变，无论第二MZI的路径长度差如何。对于同时入射的光量子，我们表明，这种设置是能够显示相同的HOM反聚束效应先前获得的分束器。然而，通过在每个MZI中添加实质延迟，即使“光子波包“在第二分束器处不重叠，我们也可以获得相同的效果。
2014-07-07 physics.optics quant-ph
About mathematical apparatus of many body quantum dynamics
我们讨论了修改多体希尔伯特量子形式主义的可能性，这是必要的量子系统动力学的表示。有效经典算法的概念和量子动力学的可视化起着关键作用。
2006-12-28 quant-ph
Noise-tolerant tomography of multimode linear optical interferometers with single photons
本研究提出一种基于输出模式间光子计数互相关函数的线性光学干涉仪传递矩阵重建方法，该方法对实验损耗和光子不可分辨性具有鲁棒性，并在4模干涉仪实验中验证了其高保真度及在玻色采样中的应用。
2025-06-25 quant-ph
Fact-nets: towards a mathematical framework for relational quantum mechanics
量子力学的关系解释自1996年首次提出以来，受到了越来越多的关注。通常作为一个解释层在通常的量子力学形式主义，它似乎是一个哲学的角度没有适当的数学对应。这种状况对RQM的科学辩论产生了直接影响，RQM仍然受到误解和不精确陈述的困扰。为了澄清这些争论，本文提出了一个激进的重新制定的数学框架的量子力学，这是关系从一开始：事实网。其核心思想是，所有关于世界的陈述，事实，都是二元实体，涉及两个系统，可以对称地认为是观察者和观察者。我们开始研究的事实网的形式主义，并概述它如何能够揭示一些熟悉的量子特性的新的关系光。
2022-11-15 quant-ph
Interpreting a nested Mach-Zehnder interferometer with classical optics
在最近的一项题为“问光子在哪里他们已经”的工作中，Danan等人实验证明了光子在干涉仪中的有趣行为[Phys. Rev. Lett. 111，240402（2013）]。用他们的话来说：“光子告诉我们，它们一直在干涉仪中无法通过的部分。“他们用量子理论的两态矢量形式解释了结果，并说，虽然用干涉仪中的经典电磁波解释实验结果是可能的（他们提供了部分描述），但并不那么直观。在这里，我们提出了一个更详细的经典描述他们的实验结果，表明它实际上是直观的。同样的描述对于在干涉仪中传播的光子的量子波函数也是有效的。特别是，我们表明，它是必不可少的波传播通过所有部分的干涉仪来描述实验结果。我们希望我们的工作有助于更深入地理解这些有趣的实验结果。
2014-03-13 physics.optics quant-ph
A Formalism for Quantum Games and an Application
本文提出了一种新的数学形式主义，描述量化的游戏。对所谓量子博弈的研究是一个相当新的领域，它起源于D。Meyer \cite{Meyer}于1999年发表在Physics Review Letters上。在接下来的近十年里，关于量化博弈究竟是什么以及博弈论是否真的有什么新东西的贡献和争议激增。使许多问题蒙上阴影的是缺乏一种数学形式主义的主题，在这种数学形式主义中，这些不同的问题可以被清楚和精确地表达出来，并且提供了一个解决这些问题的背景。这样的形式主义在这里提出，以及在文献中讨论的一些问题提出的解决方案。特别是，在一个游戏的量化版本中是否存在不对应于该游戏的经典相关均衡的均衡，并且还提供比经典相关均衡更好的收益的问题，对于囚徒困境和简化扑克来说，答案是肯定的。
2008-08-10 quant-ph
Jones-matrix analysis of phase accumulation in a linear-optical multi-pass interferometer
Oregon State University（俄勒冈州立大学）
通过琼斯矩阵形式化分析多通光子方案，揭示超分辨率的物理起源为偏振态在庞加莱球上的相干旋转，并验证了经典波实现与Fisher信息标度行为。
2026-06-15 quant-ph
Boundaries for quantum advantage with single photons and loop-based time-bin interferometers
本文针对环路型玻色采样器的量子优势边界问题，提出基于因果锥分解的经典模拟算法与格路复杂度表征方法，结合启发式内存需求预测，量化了该架构下单光子玻色采样的量子优势潜力。
2025-11-12 quant-ph
Relativistic quantum communication with bosonic and fermionic interferometers
导出了标量场、有质量自旋1矢量场、电磁场和旋量场的湮灭算符的相对论变换律。这里开发的技术涉及基于基本量子场论的直接数学技术，并且适用于任意坐标变换中的纠缠研究。特别是，它预测了非惯性运动的粒子产生。此外，我们提出了一个统一的描述相对论变换和多粒子干涉与玻色子和费米子，其中包括线性光学量子计算。
2005-05-20 gr-qc hep-th quant-ph
Evolution of Photon Beams through a Nested Mach-Zehnder Interferometer using Classical States of Light
本文提出了一种相干态矢量方法来解释嵌套线性马赫-曾德尔干涉实验的结果。这种干涉仪广泛用于量子信息和量子光学实验以及量子线路的设计。我们特别考虑了Danan \emph{et al.}（Phys. Rev. Lett. \textbf{111}，240402（2013）），其中实验的结果被我们的直觉猜测吓到了。然而，我们已经能够通过我们的方法表明，这个实验的结果确实是预期在标准形式主义的量子力学使用任何经典状态的单模辐射场作为输入到嵌套干涉设置的上述实验，从而查看输出光束的功率谱。
2017-01-11 physics.optics quant-ph
Electronic Transport in Electron-Phonon Gas of Two-Dimensional Holstein's Organic Molecular-Crystal: Non-equilibrium Green's Function Formalism & Boltzmann Transport Framework (A Generalized Mathematical Solution)
基于非平衡格林函数（NEGF）的完全量子力学处理，提出了二维扩展Holstein有机分子晶体的一致性电子输运框架，以及相应的基于Boltzmann输运理论的窄带电子能有机半导体晶体材料和器件的一对一半经典框架。在这个过程中，我们制定了电子自能相互作用与声学和极性光学声子模式与一个声子和两个声子的相互作用，通过费曼的图解技术来研究联合电子输运。此外，上述可以容易地扩展为基于用于现代有机器件工业的有机半导体晶体和有机聚合物的特定类别的选择的三声子和四声子相互作用。
2022-07-30 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum-like formalism for cognitive measurements
我们开发了一种量子形式主义（希尔伯特空间概率演算）的测量认知（特别是有意识的）系统。通过使用这种形式主义，我们可以预测认知可观察量的平均值。反映了神经生理学和心理学研究的基本思想的层次结构的认知过程中，我们使用p-adic层次树作为一个心理空间的数学模型。我们还简要地讨论了选择适当的心理几何的一般问题。
2003-02-16 quant-ph
A term-rewriting system for computer quantum algebra
现有的计算机代数软件包不完全支持狄拉克符号的量子力学计算。我提出的基础，建立这样的支持：一个数学系统的符号操作的表达式中使用的不变形式主义的量子力学。我首先描述的希尔伯特空间不变形式主义的基本数学特征。其次是一个正式的表征所有可能的代数表达式在这种形式主义。这种表征以一组术语的形式提供。重写规则在这组条款，然后开发对应于允许的操作的代数表达式。这种方法与当前试图将不变量子力学计算构建到计算机代数系统中的尝试形成对比。
2008-09-25 quant-ph
A mathematical account of the NEGF formalism
本文的主要目标是把坚实的数学基础上所谓的非平衡格林函数（NEGF）输运形式主义的开放系统。特别是，我们推导出的Jauho-Meir-Wingreen公式的时间依赖性电流通过一个相互作用的样品耦合到非相互作用的引线。我们的证明是非微扰的，既不使用复杂的时间Keldysh轮廓，也没有Langreth规则的“解析继续”。我们还讨论了其他技术身份（Langreth，Keldysh）涉及各种多体格林函数。最后，我们研究了Dyson方程的先进/滞后相互作用的格林函数，我们严格构造其（不可约）自能，使用Volterra算子的理论。
2017-12-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech math-ph
Interferometers and Decoherence Matrices
结果表明，在不存在退相干效应的情况下，洛伦兹群是双光束干涉仪的自然语言。干涉仪的这个方面可以被转换成洛伦兹群的六参数表示，就像偏振光学的情况一样，其中一个光束有两个正交分量。它表明，有组的变换留下的一致性或密度矩阵不变，这种对称性的框架内制定的维格纳的小群。从纯态到不纯态的转变需要一个额外的数学装置。针对这一过程构造了退相干矩阵，并详细研究了它们的性质。这种对称性的实验测试是可能的。
2000-03-13 hep-th math-ph math.MP
A mathematical formalism of non-Hermitian quantum mechanics and observable-geometric phases
本文在量子力学的Dirac-von Neumann形式的基础上，给出了非厄米量子力学的数学形式.在这种形式主义中，状态公设与狄拉克-冯·诺依曼形式主义中的状态公设相同，但可观测公设应该被改变为包括代表可观测的准厄米算符（具有实谱的标量型谱算符），因此测量公设和演化公设都必须相应地修改。这是基于斯通型定理证明，非厄米量子系统的动力学是由para-unitary时间演化。在非厄米特条件下给出了关于某个状态下可观测量的期望的玻恩公式，证明了对于每个厄米特可观测量，玻恩公式都等于通常的玻恩定则，但对于非厄米特可观测量，玻恩定则可能依赖于测量，通过选择与被测非厄米特可观测量相关联的度量算子。我们的形式既不是哈密顿依赖的，也不是基依赖的，但可以恢复PT对称和双正交的量子力学，并且它在厄米特背景下简化为量子力学的Dirac-von Neumann形式.作为应用，我们研究了非厄米量子系统的可观测几何相位。
2022-03-28 math-ph math.MP math.OA
Inefficiency of classically simulating linear optical quantum computing with Fock-state inputs
Aaronson和Arkhipov最近使用计算复杂性理论来论证经典计算机很可能无法有效地模拟具有任意Fock状态输入的线性、多模、量子光学干涉仪[Aaronson和Arkhipov，Theory Comput. 9，143（2013）]。在这里，我们提出了一个基本的论点，只利用量子光学技术。我们明确地构建这样的干涉仪的希尔伯特空间，并表明其尺寸与所有的物理资源呈指数级。我们还用一个简单的例子说明了量子理论的薛定谔和海森堡图像虽然在数学上等价，但在计算上一般是不等价的。最后，我们得出结论，我们的论点通过比较多粒子玻色子费米干涉仪的对称性要求，并使用简单的物理推理，连接的nonsimulatability的玻色子设备的计算永久的一个大矩阵的复杂性。
2014-02-18 quant-ph
Heisenberg picture tensor network formalism for optical circuits
Institute of Theoretical Physics, Ulm University（乌尔姆大学理论物理研究所）；Center for Integrated Quantum Science and Technology (IQST)（集成量子科学与技术中心）
本文提出一种基于量子光学电路输入输出关系的张量网络框架，通过图形表示的算子基MPS实现永久性计算，解决张量收缩与光子计数概率幅计算的复杂度不匹配问题。
2026-05-15 quant-ph
Extracting electromagnetic signatures of spacetime fluctuations
本文提出通过电磁场关联测量识别时空度规涨落效应的形式体系，并利用 Michelson 干涉仪数据约束真空折射率随机涨落模型，所得界限强于既有天文观测限制。
2024-01-13 gr-qc quant-ph
Mathematical surprises and Dirac's formalism in quantum mechanics
通过一系列简单的例子，我们说明了如何缺乏数学关注可以很容易地导致令人惊讶的数学矛盾的波动力学。基本的数学概念，允许一个精确的理论制定，然后总结，并显示它们如何导致上述问题的阐明和更深入的理解。在强调波动力学和量子力学的其他公式，即矩阵力学和狄拉克的抽象希尔伯特空间公式之间的等价性后，我们致力于后一种方法的第二部分：我们讨论的问题和缺点，这种形式主义，以及在这方面的狄拉克介绍的bra和ket符号。最后，我们指出如何解决或至少避免所有这些问题。
2001-12-21 cond-mat hep-th math-ph
Towards Simultaneous Observation of Path and Interference of Single Photon in a Modified Mach-Zehnder Interferometer
波粒二象性的经典智慧认为，同时观察微观物体的波粒性质是不可能的。在数学上，该原理要求干涉可见度V和哪条路径可分辨性D满足平方（V）+平方（D）<=1的正统极限。本文提出了一种新的单光子波粒二象性检验实验，并令人信服地证明了突破极限的可能性。干涉仪的关键元件是弱散射全内反射棱镜表面，其表现出显著的单光子干涉，能见度高达0.97，同时提供0.83的路径可分辨性。显然，平方（V）+平方（D）=1.63远远超过了单光子波粒二象性原理所规定的正统极限。人们期望未来更精密的实验能够证明平方（V）+平方（D）接近2的终极状态，并为当代量子力学的基础提供新的线索。
2019-08-14 physics.optics quant-ph
Coulomb and exchange interaction effects on the exact two-electron dynamics in the Hong-Ou-Mandel interferometer based on Hall edge states
整数量子霍尔机制下的电子Hong-Ou-Mandel干涉仪是研究载流子间量子关联建立的理想系统，已被提出作为量子计算门的可行平台。利用分步傅里叶方法的并行实现，我们模拟了两个相互作用的费米子波包碰撞量子点接触的反聚束。精确的方法的数值结果进行了比较与简化的理论模型的基础上一维散射形式主义。我们表明，对于一个现实的几何形状，库仑排斥占主导地位的交换能量，这种效果强烈依赖于粒子的能量加宽。我们解析地定义了量子点接触两个区域之间的空间纠缠，并定量地得到了它的纠缠产生能力。
2019-07-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
Enhancing interferometer sensitivity without sacrificing bandwidth and stability: beyond single-mode and resolved-sideband approximation
量子噪声限制了精密测量设备的灵敏度，如激光干涉仪引力波观测台和轴子探测器。在散粒噪声限制的制度，这些谐振检测器的峰值灵敏度和带宽之间的权衡。在引力波探测器中规避这一限制的一种方法是嵌入一个色散光机械滤波器来拓宽带宽。然而，原始的滤波器腔设计使整个系统不稳定。最近，我们提出了臂腔和光机滤波器之间的相干反馈，通过PT对称性来消除不稳定性。基于哈密顿形式主义的原始分析采用了单模和分解边带近似。在本文中，我们超越这些近似，并考虑现实的参数。我们表明，有关稳定性的主要结论仍然完好无损，与奈奎斯特分析和详细的时域仿真。
2021-04-06 gr-qc physics.ins-det quant-ph
Active Interferometry with Gaussian Channels
我们考虑一个干涉仪，其中包含有源元件，如参量放大器，一般的双模高斯酉通道，而不是通常认为的相移通道。我们集中在最近提出的泵上SU（1，1）主动干涉仪的基础上，所有输入粒子参与参数估计的计划，从传统的SU（1，1）干涉仪是一个限制的情况下。利用协方差矩阵的形式主义，我们推导出这种有源干涉仪的量子费舍尔信息与一般的双模高斯幺正信道，以及灵敏度的数字和测量方案，找到后者的简单表达式。作为一个例子，我们将我们的结果应用到玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC），特别是BEC引力波探测器的基础上共振，发现探测器的灵敏度可以提高几个数量级与这种新的干涉方案。
2019-03-08 cond-mat.quant-gas gr-qc quant-ph
What is a Gaussian channel, and when is it physically implementable using a multiport interferometer?
本文证明了三种量子高斯信道定义的等价性，并精确刻画了可通过线性光学多端口干涉仪物理实现的高斯信道参数，从而连接了抽象理论与具体物理架构。
2025-05-05 cs.IT math-ph math.FA
Mathematical Methods in Quantum Optics: the Dicke Model
我们展示了各种数学形式主义，特别是突变形式主义和群论，在量子光学相关系统的研究援助。我们用3种不同的方法描述了有限个N原子的Dicke模型的相变，得到了电磁场一阶积分的期望值和数算符的期望值随原子相对布居数变化的普适参数曲线.这些是有效的所有值的物质场耦合参数，并有效的基态和第一激发态。使用这些数学工具，原子-场耦合参数的临界值被发现作为原子数的函数，从它的临界指数导出。
2012-11-28 physics.atom-ph quant-ph
Hamiltonian Formalism for Comparing Quantum and Classical Intelligence
Centre for Quantum Software \& Information, UTS, Sydney
为实现量子基底上的AGI并对比经典与量子智能的差异，研究提出将AGI动力学分解为多核心功能哈密顿生成元的哈密顿形式体系，为两类智能体的环境交互差异研究提供精确数学语言。
2025-06-17 cs.AI quant-ph
Contextualizing Concepts using a Mathematical Generalization of the Quantum Formalism
我们概述了使用状态上下文属性（SCOP）形式主义的基本原理和初步结果，最初是作为量子力学的推广而开发的，用来描述概念被唤起、使用和组合以产生意义的上下文方式。量子形式主义的发展是为了解决在描述（1）测量过程中出现的问题，以及（2）当粒子纠缠时产生具有新性质的新状态。在概念中出现的类似问题促使我们在这里进行正式的处理。概念不被视为固定的表征，而是存在于潜在状态中的实体，需要与上下文（刺激或另一个概念）进行交互，以“折叠”为实例化形式（例如范例，原型或其他可能的想象实例）。刺激情境在物理学中扮演着测量的角色，它作为一种语境，导致认知状态从叠加态到坍塌态的转变。与分析思维相比，崩溃状态更可能由联想思维的概念连接组成，因为更多的刺激或概念属性参与了崩溃。我们提供了概念距离的两个上下文测量-一个使用崩溃概率，另一个使用加权属性-并展示了如何将它们应用于使用宠物鱼问题的连接词
2004-08-06 cs.AI q-bio.NC quant-ph
Entangled two-photon absorption detection through a Hong-Ou-Mandel interferometer
近年来，人们用不同的实验方法研究了不同材料中的纠缠双光子吸收（ETPA）过程。本工作报告的不同方法上的ETPA过程中检测的基础上引起的变化的洪-欧-曼德尔（HOM）干涉图的两个光子产生的自发参量下转换（SPDC）II型过程。以激光染料罗丹明B的有机溶液为模型，证明了800 nm波长的ETPA可以通过光子与样品相互作用后在分束器处产生的HOM干涉图的时间宽度和可见度的变化来监测。此外，我们提出了一个详细的模型，其中的样本被建模为一个过滤功能，fullfills的能量守恒条件所需的ETPA，允许解释实验观察具有良好的协议。我们相信，这项工作代表了一个新的视角来研究ETPA过程，通过使用超灵敏的量子干涉技术和详细的数学模型的过程。
2022-02-12 physics.optics quant-ph
Contextualizing concepts using a mathematical generalization of the quantum formalism
我们概述了使用状态上下文属性（SCOP）的形式主义，最初作为量子力学的推广，描述的上下文方式，概念被唤起，使用和组合，以产生意义的基本原理和初步结果。量子形式主义的发展是为了解决在描述（i）测量过程中出现的问题，以及（ii）当粒子纠缠时产生具有新性质的新状态。在概念中出现的类似问题促使我们在这里进行正式的处理。概念不被视为固定的表征，而是存在于潜在状态中的实体，需要与上下文（刺激或另一个概念）进行交互，以“折叠”到实例化形式（例如，范例，原型或其他可能的想象实例）。刺激情境在物理学中扮演着测量的角色，它作为一种语境，导致认知状态从叠加态到坍塌态的转变。与分析思维相比，崩溃状态更可能由联想思维的概念连接组成，因为更多的刺激或概念属性参与了崩溃。我们提供了两个上下文的概念距离的措施，一个使用崩溃概率和其他加权属性，并显示它们如何可以应用到连接使用宠物鱼问题。
2013-11-01 cs.AI q-bio.NC quant-ph
True and apparent motion of optomechanical resonators, with applications to feedback cooling of gravitational wave detector test masses
LIGO Laboratory, Department of Physics, Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院物理系LIGO实验室）
本文通过双光子形式主义分析光学机械谐振器的真实运动，探讨反馈冷却中噪声与控制的影响，提出优化的 squeezed 状态和反馈配置以降低波动。
2026-02-27 gr-qc quant-ph
Renormalization: the observable-state model
量子场论通常的数学形式是不严格的，因为它包含的发散只能用不严格的数学方法重整化。本文的目的是提出一种使用去相干形式来消除这种分歧的方法。这是通过在一个定义良好的希尔伯特子空间上用投影器取代标准的重整化方法来实现的。这样，标准形式主义的一系列问题就消失了，而QFT的物理结果仍然有效。从其性质上讲，这种形式主义可以用于不可重正化的理论。
2011-12-06 math-ph math.MP quant-ph
The Coupled-Cluster Formalism - a Mathematical Perspective
耦合集团理论是求解定态薛定谔方程最成功的高精度方法之一。在这篇文章中，我们将讨论这一理论的数学基础，重点是在过去十年中取得的进展。而不是仅仅依赖于光谱间隙假设（非简并的基态），我们强调的重要性，bavity假设- Gårding型不等式-耦合集群解决方案的局部唯一性。基于局部强单调性，给出了局部唯一解的不同充分条件。其中一个标准假设总的集群振幅（在可能去除单个振幅之后）与Gårding常数相比相对较小。在扩展的耦合集团理论中，Lagrange乘子是波函数参数，本文利用双变分原理导出了精确的集团振幅与Lagrange乘子之间的联系。当确定耦合簇解的质量时，这种关系可能证明是有用的。此外，使用的Aubin-Nitsche对偶类型的方法在不同的耦合集群的方法进行了讨论和对比的双变分原理。
2018-12-07 math-ph math.MP physics.atom-ph
Green's Function Formalism of Holography with Arbitrary Mass, Spin, and Dimensionality
在这项工作中，我们提出了一个数学描述如何可以产生和读取薄全息图。我们使用不同种类的波，如标量、矢量（电磁场、麦克斯韦-普罗卡场、声波等）。对于全息图的读取，我们使用格林函数形式主义。借助计算机模拟，我们调查的最简单的情况下，由这个程序创建的像差：二维标量波的情况。
2011-09-23 physics.optics quant-ph
Gamow vectors formalism applied to the Loschmidt echo
伽莫夫矢量已经被开发，以便给出量子衰变现象的数学描述。它们主要应用于辐射现象、散射和一些退相干模型。它们在描述量子不可逆过程和量子力学中的时间不对称性中起着至关重要的作用。在本文中，我们使用这种形式主义来描述一个众所周知的现象的不可逆性：Loschirt-echo。标准的方法认为，这种现象的不可逆性是在向后哈密顿量的一个附加项的结果。在这里，我们使用非埃尔米特形式主义，其中时间演化是非幺正的。此外，我们比较了这种现象与退相干的特征衰减时间。我们得出结论，Loschirton回波和退相干可以被认为是同一现象的两个方面，并且它们对应的特征时间之间存在数学关系。
2020-09-23 math-ph math.MP quant-ph
Towards a mathematical formalism for classifying phases of matter
我们提出了一个统一的数学框架来分类物质的相位。该框架是基于不同类型的组合结构与局部性的概念称为格。张量格是将张量网络与这些格相关联的局部处方。不同的格通过称为移动的局部操作相关联。这些局部操作定义了张量网络的张量的一致性条件，其解产生了各种相位的精确可解模型。我们实现的框架，以获得模型的破缺和拓扑相位在三个时空维度，它们的边界，缺陷，域壁和对称性，以及它们的任意子2+1维系统。我们还提供了其他类型的阶段，如SPT/SET，费米子，自由费米子，手性和临界相，可以在我们的框架内描述的想法。我们还定义了另一种结构，称为收缩张量格，它推广了张量格：前者将张量而不是张量网络与格相关联，并且这些张量的一致性条件由另一种称为胶合的局部操作定义。使用这种推广，我们的框架还涵盖了数学结构，如公理化（非完全扩展或缺陷）TQFT，它不直接描述微观物理水平上的相位，但形式化潜在相位的某些方面，如2+1维相位的任意子统计。我们还介绍了非常强大的概念（收缩）张量晶格映射，统一了很多不同的操作，如堆叠，任意子融合，任意子凝聚，不同的不动点模型的等价性，采取Drinfel中心，平凡的缺陷或解释玻色子模型作为一个费米模型。
2019-03-13 cond-mat.str-el math.CO math.QA
Distribution Statistics and Random Matrix Formalism of Multicarrier Continuous-Variable Quantum Key Distribution
提出了一种结合顺序统计量和随机矩阵理论的多载波连续变量量子密钥分发的数学框架。在多载波CVQKD方案中，信息被粒度化为高斯子载波CV，并且物理高斯链路被划分为高斯子信道。子信道专用于子载波CV的传送。分布统计分析涵盖了高斯噪声存在下的子信道透射系数的分布的研究和在误差分析中的矩生成函数（MGF）的利用。我们揭示了数学形式主义的子通道的选择和制定的透射系数，并显示了一个降低复杂度的渐进子通道扫描方法。我们定义了一个随机矩阵的形式主义多载波CVQKD的信息流动过程中的统计特性进行评估。利用随机矩阵理论，给出了可达密钥速率的表达式，研究了AMQD-MQA（adaptive multicarrier quadrature division-multiuser quadrature allocation）多址多载波CVQKD的效率。建议的组合框架是特别方便的实验多载波CVQKD的物理过程的表征。
2014-10-30 cs.IT math.IT quant-ph
