Foundations of quantum mechanics: decoherence and interpretation
在本文中,我们审查卡斯塔尼诺的贡献的基础量子力学。首先,我们回顾他的工作量子退相干在封闭系统中,并建议一个一般框架退相干的现象获得了概念上明确的意义。然后,我们介绍了他的贡献的硬领域的量子力学的解释:模态-哈密顿解释解决了许多解释问题的理论,并显示其物理相关性,在其应用到许多传统的模型的物理实践。在这项工作的第三部分,我们描述了从模态-哈密顿解释中出现的量子世界的本体论图景,强调了对理论参考的深刻理解的哲学步骤。
2010-09-02 quant-ph
Collapse models and gravitational decoherence at test: How far can we push the limits of quantum mechanics?
坍缩模型描述了量子叠加原理从微观尺度到宏观尺度的崩溃。它们是量子测量问题的可能解决方案之一,因此描述了从量子力学中出现的经典力学。测试坍缩模型就相当于测试量子力学的极限。我将提供一个关于如何测试崩溃模型的概述,以及未来的理论和实验挑战。
2023-03-14 quant-ph
Universal Quantum Computation and Leakage Reduction in the 3-Qubit Decoherence Free Subsystem
我们描述了3-量子比特消相干自由子系统(DFS)中的仅交换通用量子计算和泄漏减少。我们讨论了DFS的角动量结构,DFS CNOT和泄漏减少算子在总角动量基中的适当形式,以及CNOT和泄漏减少算子的新的仅交换脉冲序列。我们的新DFS CNOT序列需要13个时间步长中的22个脉冲。DFS泄漏减少序列是其类型的第一显式泄漏减少序列,需要20个时间步长中的30个脉冲。虽然序列的搜索是使用遗传算法进行数值计算的,但这里给出的解决方案是精确的,具有封闭形式的表达式。
2011-02-14 quant-ph
Nonextensive approach to decoherence in quantum mechanics
我们提出了一个非广泛的推广(q参数化)的冯诺依曼方程的密度算子。我们的模型自然地导致退相干现象,并且在q -> 1的极限下恢复幺正演化。由此产生的演化产生了量子相干性的非指数衰减,这可能归因于非扩展性。我们讨论,作为一个例子,在捕获的离子中观察到的相干性损失。
2000-03-13 quant-ph
Classical perception follows solely from the linearity of quantum mechanics with no need for decoherence or the environment
正如薛定谔猫所说明的那样,在波函数中常常同时存在着几个宏观上不同的实在版本。从表面上看,这似乎意味着观察者可以感知到叠加的版本,从而使量子力学与我们的感知不一致。然而,我们可以证明,在不引入退相干或环境的情况下,量子力学的线性意味着我们只能感知到一个单一的经典版本的现实。线性也意味着我们的感知将具有粒子般的一致性。
2015-11-17 quant-ph
Classicality in Quantum Mechanics: model for pointer states and decoherence
我们研究了微扰相互作用模型中经典态的出现。与许多其他自由度相互作用的状态,如宏观物体的质心,起着重要的作用。虽然随机相位机制与Zurek的强关联模型一样有效,但由于环境状态的正交性,存在大量的状态,每个状态都独立地发展。在这些特权状态下,具有可分性的子系统图像是稳定的。
2016-03-31 quant-ph
Decoherence without dissipation
典型的薛定谔猫态,即,初始状态对应于两个相距甚远的高斯波包。退相干时间仅在基本量子力学和平衡态统计力学的框架内计算。这与通常的说法不同,即与耗散环境的不可逆耦合是退相干的机制。在这里,我们表明,相反,退相干实际上可以发生在高温下,甚至为消失的小耗散。
2003-01-13 quant-ph
Measurements and Decoherence
本文对量子力学中的测量问题及其由环境引起的退相干(以及其他一些重要的dcoherence方面)的部分解决方案给出了一个教学性的和合理的自足的介绍。明确指出退相干并不能完全解决测量问题,并简要讨论了量子力学解释在这方面的意义。
2005-05-10 quant-ph
Decoherence and wave function collapse
重新考察了量子力学的基本量子原理与波函数坍缩相一致的可能性。一个具体的解释环境提出了这一目标,并适用于退相干。当考虑到测量仪器的组织时,这种方法还导致对波函数坍缩的解释,这将在原理上由与退相干相同的与环境的相互作用引起。这一假设与量子力学的不可分性质是一致的。
2011-05-04 quant-ph
Semi-classical limit and minimum decoherence in the Conditional Probability Interpretation of Quantum Mechanics
量子力学的条件概率解释用可以从物理时钟读出的时间来取代标准量子力学中使用的抽象时间概念。物理钟的使用导致了明显的非幺正性和退相干。在这里,我们表明,一个接近标准的量子力学可以恢复从条件量子力学的半经典时钟,我们使用这些时钟计算的最小退相干预测的条件概率解释。
2008-12-02 gr-qc quant-ph
Wigner Distribution Function Approach to Dissipative Problems in Quantum Mechanics with emphasis on Decoherence and Measurement Theory
我们首先回顾了与Lindblad和预主方程相关的维格纳分布函数(WDF)对于分析量子光学中的许多问题的有用性,其中耗散起着重要作用,在这个领域,弱耦合和长时间近似是有效的。然而,我们也显示了他们的局限性,讨论退相干,这通常是一个短时间的现象,衰减率通常远小于典型的耗散衰减率。我们讨论了两种方法的问题,这两种方法都使用量子朗之万方程(QLE)作为出发点:(a)使用一个减少的WDF,但在一个确切的主方程的上下文中(b)使用WDF的完整系统对应于纠缠在任何时候。
2003-11-12 quant-ph
Quantum decoherence in a supersymmetric mechanical system
在Witten超对称(SUSY)量子力学模型中,我们对费米子的退相干现象进行了新的观察。结果表明,当SUNY模型中玻色子伙伴在一定能量尺度下不可观测时,由于忽略玻色子引起的量子退相干,费米子态叠加所表示的量子相干性不能长时间保持.这指的是类似于电荷超选择的增压超选择规则。我们数值计算的退相干因子表征退相干的程度。结果表明,在有限量子跃迁下,系统存在周期退相干。在调和近似下,得到了超势的解析结果,证实了数值计算的正确性。
2004-07-01 hep-th quant-ph
The generalized imaging theorem: quantum to classical transition without decoherence
从量子力学到经典力学的动力学系统的转变机制是量子理论剩余的挑战之一。目前,它被认为是通过与量子环境的纠缠和/或随机相互作用引起的退相干而发生的。在这里,我们证明了,在没有退相环境相互作用的情况下,任何量子系统的渐近空间波函数,在原子尺度上传播的距离和时间大,但仍然是微观的,并受到任意确定性场,成为正比于初始动量波函数,\emph{where the particle positions and momenta are related by classical mechanics.}这意味着在不同时间检测粒子位置和动量将产生与经典力学一致的结果,而不需要假设波函数的退相干。
2015-06-13 quant-ph
Covariant Mappings for the Description of Measurement, Dissipation and Decoherence in Quantum Mechanics
简要回顾了描述统计实验的量子力学的一般形式,特别介绍了位置和动量观测量作为POVM,其特征在于它们相对于等熵Galilei群的协变性。映射描述状态变换作为一个封闭或开放系统的测量和动态演化的结果被认为是相对于一般的约束,他们必须遵守和他们的协方差性质相对于对称群。特别是不同的主方程进行了分析,鉴于相关的对称群,回顾了一般结构的映射协变下相同的群体。对阻尼谐振子、二能级系统和量子布朗运动进行了计算。特别注意的是致力于一般结构的双折射协变主方程。在这个框架内,最近获得的量子对应的经典线性玻尔兹曼方程被认为是,以及一个一般的理论框架,用于描述不同的退相干实验,指出不同的可能行为之间的连接在描述退相干和经典的Lévy过程的特征函数。
2007-07-04 quant-ph
On relational time and energy decoherence
学生Alice和Bob在他们的量子力学课上参加考试,从而说明了能量退相干的某些方面。
2005-08-24 quant-ph
The importance of quantum decoherence in brain processes
它表明如何环境退相干发挥了重要的和建设性的作用,在量子力学理论的大脑过程,具有显着的解释力。
2000-10-06 quant-ph
Decoherence as an inherent characteristic of quantum mechanics
我们证明了在量子力学的框架内解释量子测量过程而不需要任何附加的假设是可能的。该理论的核心概念是退相干,退相干是量子力学的一个固有特性,是由不确定关系产生的。与环境引起的退相干相反,这种退相干在进行测量之前就存在。为了澄清我们的想法,我们检查了三个基本实验:斯特恩-格拉赫实验,爱因斯坦-波多尔斯基-罗森-玻姆(EPR-玻姆)实验和双缝实验。通过考虑第一个实验,我们解释了位置和动量之间的不确定性关系如何在测量之前引入退相干。考虑到EPR-玻姆实验,我们得出这样的结论:EPR对的相关性不是所谓的波函数坍缩的结果。我们的退相干理论也可以应用于连续本征值的实验,如双缝实验。对双缝实验的思考使我们理解了纯量子力学如何描述量子作为干涉粒子的行为。
2019-10-31 physics.gen-ph quant-ph
Decoherence in Quantum Mechanics
我们使用两种方法在一个简单的量子力学模型中研究退相干。首先,我们遵循传统的方法去相干,其中一个感兴趣的是从微扰主方程求解约化的密度矩阵。其次,我们认为我们的新的相关器的方法去相干熵是通过忽略观测不可达的干扰产生的。我们表明,这两种方法都可以准确地预测退相干时间尺度。然而,微扰主方程一般遭受不稳定性,这使我们无法可靠地计算系统的总熵增加。我们还讨论了相互作用场论的量子力学模型的结果的相关性。
2010-12-16 gr-qc hep-th quant-ph
Drift-Diffusion in Mangled Worlds Quantum Mechanics
在埃弗雷特的多世界解释中,量子测量被视为退相干事件,不精确的退相干可能会让大世界破坏小世界中观察者的记忆,从而在可观察的世界大小中产生截止。我解决了一个增长-漂移-扩散-吸收模型,这样一个混乱的世界的情况下,并表明,它再现玻恩概率规则密切,但不完全。因此,偏离精确的退相干可以允许玻恩定则通过世界计数在多世界方法中推导出来,使用有限数量的世界,而不需要新的基础物理。
2003-03-18 quant-ph
Single-photon-triggered spin squeezing with decoherence reduction in optomechanics via phase matching
量子自旋压缩是量子信息处理的重要资源,但在存在退相干的开放系统中,其压缩度不易保持。在这里,我们提出了一个在开放系统中实现单光子触发自旋压缩并降低退相干的方案。在我们的系统中,将迪克模型(DM)引入到二次光学力学中,它可以等效于由光子数操纵的有效DM。此外,该光机系统的声子模通过相位匹配耦合到压缩真空库中,从而完全抑制了由环境引起的热噪声。我们证明了单光子激发的声子模的压缩可以完全转移到自旋系综上,并且当且仅当存在自旋压缩时,自旋系综的两两纠缠可以实现.重要的是,当考虑环境的影响,我们的系统可以获得更好的压缩度比在传统的DM可以实现的最佳压缩。同时,在我们的系统中产生的自旋压缩是免疫的热噪声。这为在开放系统中利用单光子产生自旋压缩和降低退相干提供了一种有效的方法,在量子信息处理中具有重要的应用前景。
2021-11-15 quant-ph
Suppression of quantum-mechanical reflection by environmental decoherence
在量子力学中,一个具有足够能量的入射粒子波包在遇到一个较低能量的势垒时会经历透射和反射,但在经典力学中没有反射,只有透射。在本文中,我们试图解释消失的量子力学反射在准经典极限,通过环境相互作用的消相干的标准方法。我们考虑两个模型。在第一种方法中,传入的粒子通过将其耦合到由位置对角化的标准Lindblad主方程描述的环境来经典化。然而,我们发现,只有当环境相互作用如此强烈,以至于产生大的动量波动,从而模糊了入射和反射波包之间的区别时,才能抑制反射。这个否定的结论也适用于复势,它对于试图理解使用相同机制抑制芝诺效应的尝试具有类似的含义(在另一篇论文中更详细地讨论)。一个不同的Lindblad主对角化动量被证明是成功的,在抑制反射没有大的波动,但这样的主方程是非物理的。我们考虑第二个模型,其中的障碍是由一个大规模的目标粒子耦合到一个环境,以保持它在一个准经典状态的量子力学建模。这避免了波动问题,因为进入的粒子不直接耦合到环境。我们发现,只要目标粒子的退相干时间尺度远小于入射粒子的某些特征散射时间尺度,或者等价地,只要目标中的速度波动大于入射粒子的速度,反射就被显著抑制。
2013-08-14 quant-ph
Bounds on Decoherence and Error
当一个受限系统与其壁相互作用时(量子力学处理),存在自由度的交织。我们表明,这不需要导致纠缠,因此退相干。这通常会导致错误。还研究了避免退相干所需的波函数优化。
1997-01-24 quant-ph
The Emergence of Objective Classicality: A Computational First-Principles Study of Observer-Induced Decoherence in Unitary Quantum Mechanics
本研究引入计算框架模拟包含量子系统、退相干环境和物理观察者的完全幺正宇宙,严格禁止坍缩公理,结果证明客观经典性可从幺正动力学中涌现,为解决量子测量问题提供了计算途径。
2025-09-14 quant-ph
Understanding nature from experimental observations: a theory independent test for gravitational decoherence
量子力学和引力理论目前是不相容的。一个特别的问题是引力是否会引起退相干--一个不可避免的噪声源。人们已经提出了几种引力退相干模型,但并不是所有的模型都可以用量子力学来描述。同时,已经提出了几个实验来测试这些模型中的一些,其中假设量子力学来分析通过这些实验获得的数据。然而,由于我们可能需要修改量子力学来解释引力,人们可能会质疑使用量子力学作为计算工具来从关于引力的实验中得出结论的有效性。在这里,我们提出了一个实验来估计引力退相干,其结论成立,即使量子力学将需要修改。我们首先建立了一个一般的信息理论概念的退相干,减少到标准措施内的量子力学。其次,利用量子信息的思想,我们提出了一个非常普遍的实验,使我们能够获得任何物理过程的退相干的定量估计,任何物理理论只满足非常温和的条件。最后,我们提出了一个具体的实验,使用光学力学估计引力退相干在任何这样的理论,包括量子力学作为一个特殊情况。我们的工作提出了一个有趣的问题,即其他性质的自然是否也可以仅仅从实验观察中建立起来--也就是说,不需要像量子力学那样已经形成的相当完善的自然理论来解释实验数据。
2015-03-02 gr-qc quant-ph
The Quantum Mechanics of Hyperion
本文的动机是建议[W. Zurek,Physica Scripta,T76,186(1998)]认为,如果没有环境退相干的影响,卫星轨道的混沌翻滚将在20年内变得非经典。量子和经典的概率分布的动力学进行了比较的卫星旋转垂直于其轨道平面,驱动的引力梯度。该模型进行了研究和没有环境退相干。在没有退相干的情况下,其平均角动量标度的最大量子-经典(QC)差异对于混沌态为hbar^{2/3},对于非混沌态为hbar ^2,导致对于宏观物体(如θ)的QC差异可以忽略不计。量子概率分布并不平滑地接近它们的经典极限,在平滑的经典背景上叠加了一个非常精细的振荡结构。对于一个宏观物体,这种振荡结构太精细,无法通过任何实际测量来分辨。少量的平滑(由于设备的有限分辨率)或非常少量的环境退相干足以确保经典极限。在退相干下,概率分布中的QC差异按比例缩放为(hbar ^2/D)^{1/6},其中D是动量扩散参数。我们的结论是,退相干是不是必不可少的解释宏观机构的经典行为。
2005-03-21 quant-ph
Decoherence and Quantum-state Measurement in Quantum Optics
本文讨论了近年来在量子光学领域的工作,这些工作使人们对量子力学的经典极限有了更好的理解。已经提出并实验证明了用于实时表征和监测腔中电磁场的量子态的新技术。它们允许调查的退相干过程的动态,通过该过程,量子力学叠加的相干态的字段成为一个统计的混合物。
2003-01-23 quant-ph
Can we advance macroscopic quantum systems outside the framework of complex decoherence theory?
宏观量子系统(Macroscopic Quantum Systems,MQS)是由量子力学而非经典力学驱动的宏观系统,经典力学是一个长期研究的领域,直到最近才取得了很小的成功。在宏观层面上利用量子力学的好处将彻底改变从电信到生物学的各个领域,由于讨论的原因,本文将重点讨论生物学。与误解相反,没有已知的物理定律阻止MQS的发展。相反,人们普遍认为它们在复杂系统中由于环境纠缠(退相干)而普遍丢失。但我们认为,成功是可以实现的MQS与退相干补偿开发,自然或人工,从自上而下,而不是目前的简化方法。本文用复杂系统方法研究了MQS场的退相干问题。首先,讨论了为什么需要复杂系统去相干方法(自顶向下)。具体而言,复杂适应系统(CAS)不服从还原模型(及其主方程),因为涌现行为,近似失败,不考虑量子补偿机制,忽略路径积分,和子实体问题。此外,由于MQS必须存在于经典世界的背景下,快速退相干和延长的相干都是必要的。大自然已经在量子子系统中证明了这一点,比如光合作用和磁感受。其次,我们进行了初步研究,说明了一个自上而下的方法,以潜在的MQS。总之,反对MQS的还原论论点是不合理的。更有可能的是,它们在大型完整的经典系统中不容易被检测到,或者已经被还原论的实验装置破坏了。这种复杂系统退相干方法,使用自上而下的调查,是至关重要的范式转变MQS研究在生物和非生物系统。
2013-12-30 quant-ph
Stochasticity, decoherence and an arrow of time from the discretization of time?
某些有趣的后果的离散时间的时间演化动力系统进行了讨论。在这里提出的离散时间经典力学中,有一个{ \it arrow of time},它是由这样一个事实得出的:仅用向后差分算子替换时间导数就可以保持相空间密度的非负性。可以看出,即使对于自由粒子,原则上所有的自由度都是{ \it相关}的。在这种离散时间力学中,相空间变量的函数通过有限数量的时间步向前演化取决于间隔$[0, \infty]$中的整个连续时间历史。在这个意义上,从连续时间的观点来看,离散时间演化在时间上是{ \it非局部}的。相应的量子力学处理是可能的{ \it via}密度矩阵方法。非简并量子力学态之间的干涉呈指数衰减。这种{ \it退相干}原则上对所有系统都存在;然而,它仅在宏观系统或涉及大能量变化的过程中具有实际重要性。
2005-05-07 quant-ph
Decoherence and Quantum Measurement: The Missing Lecture
本文从退相干的现代观点出发,对量子测量及其相关问题作了初步的介绍。对于已经完成了量子力学基础课程并接触了希尔伯特空间、密度矩阵和冯·诺依曼投影("波函数投影“)等概念的学生来说,这些讨论应该是可以理解的。
2022-12-05 quant-ph
Decoherence and noise in open quantum system dynamics
我们认为,在标准的哥本哈根解释的量子力学应用到一个复合系统的环境设置的框架内的量子噪声的描述。对环境自由度求平均导致随机量子动力学,其由符合量子力学的统计结构所产生的约束的方程描述。简单的例子被认为是在一个主方程的方法内描述的开放系统动力学的框架内,特别指出的外观的现象的退相干和量子关联函数的环境中的量子噪声的行动的确定的相关性。
2016-05-25 quant-ph
We consider strangeness correlations of the EPR type in K^0 \bar{K}^0 pairs created in a J^{PC} = 1^{--} state as a function of time under the hypothesis that spontaneous decoherence takes place. We parameterize the degree of decoherence by a factor (1-ζ) which multiplies the quantum-mechanical interference terms occurring in the amplitudes for like and unlike strangeness events and discuss the dependence of this procedure on the basis chosen in the K^0--\bar{K}^0 space to which the interference terms correspond. Consequently, all statements about the ``decoherence parameter'' ζinferred from e…
1999-02-22 hep-ph quant-ph
Examining a Quantum System Subject to Energy Decoherence
本文针对相互作用量子系统的能量退相干问题,通过解析与数值方法研究振荡器-自旋系统的动态退相干效应并对比无退相干情况,还探索其与热力学的联系。
2024-11-29 quant-ph
Wave Packet Spreading: Temperature and Squeezing Effects with Applications to Quantum Measurement and Decoherence
在大多数量子力学教科书中,定域自由粒子被表示为波包,并讨论了它的运动。在这些讨论中隐含着零温度的假设。我们讨论了如何有限温度和压缩的影响可以纳入一个基本的方式。结果显示了简单的工具和思想的介绍如何使读者接触到量子力学研究前沿的主题。我们讨论了标准量子极限,这是在测量小的力量,和退相干的混合(“薛定谔猫”)状态,这对目前的研究在量子计算,纠缠和量子经典接口的兴趣。
2003-01-13 quant-ph
Quantum Statistical Mechanics. I. Decoherence, Wave Function Collapse, and the von Neumann Density Matrix
概率算符是从平衡态量子系统的第一性原理导出的。它还表明,叠加态坍缩成一个混合的状态,给出了传统的冯诺依曼跟踪形式的量子平均。坍缩的机制被发现是相当普遍的:它是由守恒定律的结果,一个保守的,可交换的变量(如能量)和纠缠的总系统波函数,必然遵循。本文讨论了这些结果与退相干的内选择机制、量子测量问题以及宏观世界的经典性质的关系。
2013-11-25 cond-mat.stat-mech quant-ph
Foundations of Quantum Decoherence
量子力学的传统解释虽然允许与经典物理学相对应,但使跃迁的确切机制不清楚。虽然这在整个20世纪都只具有哲学意义,但在过去十年中,新的技术发展,如量子计算,不仅需要更透彻地理解量子出现的结果,而且需要更透彻地理解其机制。量子退相干理论是为了明确地处理量子-经典跃迁而发展起来的模型,并且没有外部观察者。在这篇论文中,我们给出了量子布朗运动主方程的一个完备的和严格论证的完整推导过程,这是量子退相干理论的关键结果之一。我们从基础的角度来完成这一点,只假设了量子力学的几个基本公理并推导出它们的结果。然后,我们考虑主方程的一个物理例子,并表明量子退相干成功地代表了从量子到经典系统的过渡。
2008-05-20 quant-ph
Homogeneous decoherence functionals in standard and history quantum mechanics
通史量子理论是没有全局定义的时间概念的量子理论。退相干泛函表示历史方法中的状态,并被定义为所有历史空间上的某些二元复值泛函。然而,在实际情况下--例如在标准量子力学的历史公式中--通常存在全局时间方向,并且齐次退相干泛函由它们在齐次历史的子空间上的值指定。本文研究了(i)标准量子力学历史版本中的标准退相干泛函和(ii)一般历史理论中的齐次退相干泛函的解析性质。我们把自己限制在历史空间由某个希尔伯特空间H上的投影格给出的情况。除其他事项外,我们证明了不存在的一个标准的消相干功能的所有历史的空间,推导出一个表示的标准消相干功能作为一个无界的二次形式与自然的希尔伯特空间表示,并证明存在的伊沙姆-林登-Schreckenberg(ILS)型表示的标准消相干功能。
1998-07-23 math-ph math.MP quant-ph
When is Quantum Decoherence Dynamics Classical?
介绍了量子退相干的直接经典模拟。通过二阶微扰处理和强退相干理论,揭示了量子力学和经典退相干动力学之间的相似性和差异,显示出对系统-环境耦合性质的强烈依赖。例如,对于传统假设的线性耦合,经典和量子结果被证明是完全一致的。
2002-12-18 quant-ph
Decoherence properties of arbitrarily long histories
在量子力学的退相干历史公式中,我们考虑了由有限维希尔伯特空间的固定射影分区构造的任意长的历史。我们回顾了这种历史的一些退相干性质,包括简单的必要条件和退相干对初始状态的依赖。在这里,我们向推广我们早期的结果迈出了第一步[Scherer和Soklakov,e-print:quant-ph/0405080,(2004)和Scherer等人,Phys. Lett. A,第326卷,307,(2004)]的近似退相干的情况下。
2004-12-03 quant-ph
On unitary evolution and collapse in Quantum Mechanics
在干涉设置的框架中,只有两种结果是可能的(如在马赫-曾德尔干涉仪的情况下),我们讨论了一个简单的和教学的方式之间的差异,一个标准的,酉量子力学演化和存在的真正的波函数的崩溃。此外,我们还介绍了Elitzur-Vaidman炸弹,延迟选择实验,和退相干的影响。最后,我们提出了两个简单的实验来可视化退相干和测试纠缠粒子的作用。
2014-12-09 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
Decoherence reduction via continuous dynamical decoupling: Analytical study of the role of the noise spectrum
本文解析研究连续动态退相干在铷-87超精细塞曼多重态钟跃迁中抑制非静态噪声的效果,结合随机分析与微扰理论,揭示噪声谱密度对退相干抑制性能的关键作用,并外推至级联方案。
2023-11-14 quant-ph
Photon-assisted entanglement and squeezing generation and decoherence suppression via a quadratic optomechanical coupling
纠缠和量子压缩因其非经典特性在量子技术中有着广泛的应用。在这里,我们研究了开放的自旋光机械系统中的纠缠和量子压缩,其中Rabi模型(自旋耦合到机械振子)通过二次光机械耦合耦合到辅助腔场。我们发现,它们的性能可以通过辅助腔的光子,这来自于光子相关的自旋振荡器耦合和失谐的调制。具体地说,可以实现完全可切换的自旋-振子纠缠,同时也实现了强的机械压缩。此外,我们还研究了环境引起的退相干和耗散,发现它们可以通过增加光子数来减轻。这一工作为利用二次光力学操纵腔量子电动力学中的纠缠和量子压缩以及抑制退相干提供了一种有效的方法。
2019-10-15 quant-ph
Measurement, Decoherence and Chaos in Quantum Pinball
在"量子弹球“系统中引入测量设备的效果被证明会导致玻姆的量子力学方法中定义的粒子位置的混沌演化。
1995-06-16 quant-ph
Quantum Structures of a Model-Universe: An Inconsistency with Everett Interpretation of Quantum Mechanics
我们观察到一个量子布朗运动(QBM)模型宇宙结合最近建立的纠缠相对论和退相干的并行发生。退相干的并行发生建立了总QBM模型宇宙的两个相互不可约的结构(分解成子系统)的退相干的同时发生。首先,我们发现,埃弗雷特世界分支的一个结构排除分支的替代结构,为了调和这种情况下,分支不能被允许的结构考虑。第二,我们观察到不存在第三个“涌现结构”,它可以近似这两种结构,也可以被允许分支。最终我们发现,除非世界分支需要额外的标准或条件,或者存在一个特权结构,否则我们提供了一个有效的模型,不能用量子力学的埃弗雷特解释来正确描述。
2013-08-13 quant-ph
Optimal Dynamical Decoherence Control of a Qubit
本文提出了一种最佳消相干的调制动态控制理论。它基于能量约束场的非马尔可夫欧拉-拉格朗日方程,对于任何给定的退相谱,该方程使量子比特的平均退相速率最小化。
2008-04-16 quant-ph
A model of quantum reduction with decoherence
在两个简单的条件下重新研究了约简(波包约简)问题:约简是完成退相干的最后一步。它在普通情况下起作用,因此应该与量子场论和标准模型的数学框架相容。这些条件导致了本质上独特的还原模型。然而,与重整化和时间反演违反的一致性表明,在普朗克长度附近有一个主要的作用。量子引力和时空点的唯一性的加入,以及Gell-Mann和Hartle首先提出的广义量子理论,作为一个方便的框架,将这个模型发展成一个更完整的理论。
2005-03-25 gr-qc hep-th quant-ph
Measurement and control of a mechanical oscillator at its thermal decoherence rate
在实时量子反馈协议中,连续测量的记录用于稳定期望的量子态。近年来,在各种隔离良好的微系统中,包括微波光子和超导量子比特,都有非常成功的应用。相比之下,稳定一个有形的大质量物体(如纳米机械振荡器)的量子态的能力仍然是一个困难的挑战:主要障碍是环境退相干,这对测量状态的时间尺度提出了严格的要求。在这里,我们描述了一个位置传感器,能够解决的零点运动的固态,nanomechanical振荡器在其热退相干的时间尺度,准备其基态使用反馈的关键要求。该传感器是基于腔光机械耦合,并实现了测量的振荡器的位移与不精确度低于40分贝,在标准的量子极限,同时保持一个不精确的反作用产品的海森堡不确定性限制的5倍内。使用测量作为误差信号和辐射压力作为致动器,我们证明了4.3 MHz振荡器从4.4 K的低温浴温度到1.1 $\pm$ 0.1 mK的有效值的主动反馈冷却(冷阻尼),对应于5.3 $\pm$ 0.6的平均声子数(即,基态概率为16%)。我们的研究结果为线性位置传感器的性能设定了一个新的基准,并标志着工程机械振荡器的出现,成为基于测量的量子控制的实际对象。
2014-12-12 quant-ph
Control of decoherence with no control
控制理论的共同哲学是以秩序控制混乱。对于抑制量子退相干的策略也不例外。在这里,我们预言了一种反常的量子现象。消相干的抑制可以通过更无序的白噪声场,特别是白泊松噪声来实现。这种现象似乎是量子力学中的另一种反常现象,并可能为量子控制实践提供一种新的策略。
2013-05-20 quant-ph
Quantum decoherence in the rotation of small molecules
研究了非极性双原子分子与大失谐窄带激光场相互作用的动力学问题。分子的旋转被认为是经典和量子力学,提供链接到已知的特征,从沉重的对称顶部。特别是,量子退相干的分子旋转,由自发拉曼过程引起的,解决。它示出了这种退相干如何修改相空间中的旋转动力学。
2004-01-26 quant-ph
Fundamental spatiotemporal decoherence: a key to solving the conceptual problems of black holes, cosmology and quantum mechanics
幺正性是量子理论的支柱。然而,这也是其若干概念问题的根源。我们注意到,在一个测量是相关的世界里,就像引力一样,量子力学表现出基本的相干性损失。这可能是解决黑洞信息悖论、宇宙学中不均匀性的形成和量子力学中测量问题等难题的关键。
2007-09-08 gr-qc hep-th quant-ph
A squeezed mechanical oscillator with milli-second quantum decoherence
本文提出低退相干、大耦合的超导电路光机械平台,实现毫秒级量子态寿命、93%保真度基态制备和−2.7 dB机械压缩。
2023-04-18 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Quantum Decoherence
量子退相干在量子到经典跃迁的动力学描述中起着至关重要的作用,是实现量子信息处理器件的主要障碍。本文综述了退相干机制的理论和实验观察。我们介绍了退相干的基本概念和数学形式,重点放在退相干过程的图像作为一个连续的监测量子系统的环境。我们回顾了几类退相干模型,并讨论了退相干动力学的主方程的描述。我们调查的方法,以避免和减轻退相干,并给出了几个实验,研究退相干过程的概述。我们还评论的作用退相干可能发挥的解释量子力学和解决基础问题。
2019-11-14 quant-ph
Considering Decoherence Errors in the Simulation of Quantum Circuits Using Decision Diagrams
通过使用量子力学效应,量子计算机有望在解决传统计算机难以解决的问题方面实现显着的加速。然而,尽管最近取得了进展,但它们在可扩展性和可用性方面仍然有限,这使得量子软件和硬件的开发严重依赖于在传统硬件上运行的量子模拟器。然而,大多数模拟器模仿完美的量子计算机,因此,忽略了量子力学效应的脆弱性,这经常导致真实量子设备中的退相干误差。在模拟过程中考虑这些误差是复杂的,但为了为特定设备定制量子算法是必要的。到目前为止,大多数国家的最先进的模拟器考虑退相干误差依赖于(指数)大阵列表示。作为替代方案,基于决策图的模拟器已被证明非常有前途的量子线路的模拟一般,但还没有支持退相干误差。在这项工作中,我们正在缩小这一差距。我们研究了如何考虑退相干误差影响基于决策图的方法的仿真性能,并提出了先进的解决方案,以减轻负面影响。实验证实,这产生了几个数量级的改进相比,一个天真的考虑错误。
2020-12-10 quant-ph
Phonon Interferometry for Measuring Quantum Decoherence
宏观物体退相干的实验观测对于量子坍缩模型和量子到经典跃迁的研究具有重要意义。光学力学是一个很有前途的领域,因为它的精细控制和读出的机械运动的研究,这样的模型。然而,要监测机械叠加态足够长的时间来研究这种转变是具有挑战性的。我们提出了一个方案,使两个机械谐振器在空间叠加态中纠缠,使得所有的量子信息都存储在机械谐振器中。该方案具有通用性,适用于任何具有多种机械模式的光机系统。通过分析和数值模拟,我们表明,该计划是弹性的实验缺陷,如不完全的预冷,错误的后选择和低效的光机耦合。该方法克服了以前提出的方案的局限性,这些方案迄今为止阻碍了宏观量子动力学的研究。
2018-02-23 physics.optics quant-ph