High-Coherence Quantum Acoustics with Planar Superconducting Qubits
本文将高泛音体声波谐振器与平面超导量子比特架构集成，实现了高相干量子声学，并演示了高协同度与弱耦合下的声学诱导透明机制，为声学谐振器在量子技术中的新应用奠定基础。
2024-10-14 quant-ph
Chance, Choice, and Consciousness: The Role of Mind in the Quantum Brain
当代量子力学对自然界的描述涉及两个过程。第一种是由局域量子场论方程控制的动力学过程。这个过程是局部的和决定性的，但它产生了一个与观察到的现实不相容的结构。因此，调用第二过程。第二个过程以某种方式将第一个过程产生的结构分析为可能的可观察现实的集合，并选择其中之一作为实际出现的现实。这个选择过程还没有得到很好的理解。它必然是非定域的，而且根据正统思想，它受不可约的偶然因素支配。这种不可约的偶然因素的出现意味着这个理论不是自然主义的：动力学部分地受到不属于物理宇宙的东西的控制。目前的工作描述了一个量子力学模型的大脑动力学中的量子选择过程是一个因果过程，而不是由纯粹的机会，而是由数学指定的非本地的物理过程识别为意识过程。
1995-11-21 quant-ph
The extraction of work from quantum coherence
量子力学性质（如相干性）和经典概念（如能量）之间的相互作用是量子热力学前沿的一个微妙话题。传统的卡诺论证限制了热向功的转换;在这里，我们批判性地评估了将相干性转换为功的问题。通过仔细考虑的所有资源中涉及的热力学变换在一个完全的量子力学处理，我们表明，存在热机器提取工作的一致性任意好。这样的机器只需要对状态的单个副本进行操作，并且可以重复使用。另一方面，我们表明，对于任何热机有限的资源，不是所有的一致性的状态可以提取的工作。然而，即使是有界热机也可以在从相干性提取功的过程中无限次地重复使用。
2016-02-22 quant-ph
Thermally-induced qubit coherence in quantum electromechanics
量子相干性是量子系统处于正交量子态叠加的能力，是量子力学的一个显著特征，它标志着对经典物理的偏离。相干在量子传感和计量学、量子热力学和计算中有着广泛的应用。一个特别有趣的是，可以观察到从热能以反直觉的方式产生的相干性，而不需要实施涉及相干驱动序列的复杂协议。在这篇手稿中，我们研究了量子相干性出现在一个混合系统由一个两能级系统（量子比特）和一个热量子谐振子（材料力学振荡器），最近的实验进展的启发，在这样的系统的制造。我们表明，量子相干性是创建在这样一个复合系统中的部件的相互作用，并持续相关的阻尼。这种方案的实现将证明以前未观察到的相干产生机制，并且可以有益于具有机械振荡器和量子比特的混合量子技术。
2022-06-09 quant-ph
Simultaneous cooling of coupled mechanical resonators in cavity optomechanics
耦合机械谐振器的量子操控由于可以用来研究涉及多个机械模式的量子相干性效应而成为光力学中的一个重要研究课题。观察宏观力学相干性的先决条件是将机械谐振器冷却到它们的基态。在这里，我们提出了一个理论方案，通过引入光机械接口冷却两个耦合的机械谐振器。精确计算了两个机械谐振器中的最终平均声子数，结果表明，在分辨边带区和最佳驱动下，基态冷却是可以实现的。通过消除腔场在大衰减制度，我们得到的冷却极限，这表明最小可实现的声子数和参数条件下，实现最佳冷却的分析结果。最后，该计划被扩展到一个链的耦合机械谐振器的冷却。
2018-04-11 quant-ph
What the liar paradox can reveal about the quantum logical structure of our minds
在人类意识中，知觉是不同的或原子性的事件，尽管被一个明显不可分割的内在观察者所感知。本文运用经典逻辑（布尔逻辑）和量子逻辑分析了说谎者悖论，该悖论是不可分割观察者感知空间中自指否定的一个典型例子。自我指涉悖论是人类思维的一种独特能力，至今仍缺乏逻辑上的解释。它将表明，无论是经典和量子逻辑未能解决的悖论，因为粒子（原子论）性质的物理事件在感知的时刻。我提出了一个物理机制，可以处理我们的经验，自我指涉悖论。因为它也表明，这不能实现任何以前建议的经典或量子力学操作，新提出的机制提供了一个更好的模型比别人的一个重要方面的结构，我们的头脑。
2001-01-17 quant-ph
All-mechanical coherence protection and fast control of a spin qubit
John A. Paulson School for Engineering and Applied Sciences, Harvard University（哈佛大学约翰·A·保尔森工程与应用科学学院）；Pritzker School of Molecular Engineering, University of Chicago（芝加哥大学普里茨克分子工程学院）；IonQ；Q-CTRL；Nubis Communications；Walther-Meißner-Institut, Bayerische Akademie der Wissenschaften（巴伐利亚科学院瓦尔特·迈斯纳研究所）
针对自旋与声子腔耦合和相干延长脉冲不兼容的问题，提出基于修饰态基矢的全机械相干保护方案，实现800MHz创纪录拉比频率的超快控制，为声子介导量子门和片上量子声子网络奠定基础。
2025-08-18 quant-ph
Probing mechanical quantum coherence with an ultracold-atom probe
我们提出了一个基于纳米悬臂梁与旋量玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）的磁耦合（由磁尖介导）来探测纳米悬臂梁状态下的量子相干性的方案.通过将BEC映射到转子中，它与悬臂的耦合导致陀螺运动，其性质取决于悬臂的状态：转子角动量的一个分量的动力学与悬臂状态中的量子相干性的存在严格相关。我们还建议一个检测方案依赖于法拉第旋转，它只产生一个非常小的反作用的BEC，因此它是适合于连续检测悬臂梁的动态。
2011-12-19 cond-mat.quant-gas quant-ph
Compact superconducting vacuum-gap capacitors with low microwave loss and high mechanical coherence for scalable quantum circuits
本文提出可扩展的超导真空间隙电容器制造工艺，实现约150 nm间隙、低微波损耗与超高相干机械模式，并验证基态冷却、运动压缩及拓扑晶格等量子光机械应用。
2025-05-15 physics.app-ph quant-ph
Quantum coherence of discrete kink solitons in ion traps
我们提出用冷囚禁离子实现量子化离散扭结。我们发现，长寿命的类孤子配置表现为变形的锯齿形结构中的线性保罗陷阱，并在一个圆形的陷阱与奇数个离子的拓扑保护。我们研究了一个高频率，间隙分离的静态扭结的内部模式的量子力学时间演化，并找到长的相干时间时，系统被冷却到多普勒极限。内模的光谱特性使它们非常适合使用当前技术进行操作。这表明，离子阱可以用来测试孤子的量子力学效应，并探索利用孤子内模作为量子信息载体的思路。
2010-02-01 quant-ph
Quantum Coherence Versus Non-Classical Correlations in Optomechanics
相干性源于叠加原理，在量子力学中起着核心作用。在[Phys.Rev.Lett.114，210401（2015）]中，已经表明，纠缠之外的量子关联的冻结现象与量子相干性（QC）的冻结密切相关。本文比较了两个不同子系统（光学和力学）中的纠缠和量子不协调与量子相干性的行为。我们分别用形成纠缠（EoF）和高斯量子不和谐（GQD）来量化纠缠和量子不和谐。在热噪声和光机耦合作用下，我们证明了EoF，GQD和QC的行为是相同的。值得注意的是，当纠缠消失时，GQD和QC几乎不受热噪声的影响，即使在高温下也保持非零值，这与[Phys.Rev.Lett.114（2015）]一致。此外，我们发现与光学子系统相关联的相干性比机械子系统的相干性对热噪声更鲁棒。我们的研究结果证实，光机械腔构成了一个强大的资源QC。
2019-12-24 quant-ph
Studying phonon coherence with a quantum sensor
在量子技术领域，纳米机械振荡器提供了许多有用的特性，因为它们具有紧凑的尺寸，长寿命以及检测力和运动的能力。它们与超导量子线路的集成显示了基于机械相干态叠加的硬件高效计算架构和纠错协议的前景。这种方法的一个限制是影响机械振荡器的退相干过程。特别感兴趣的是谐振器主体材料中的两能级系统（TLS）缺陷，其在经典领域中已经被广泛研究，主要是通过测量材料损耗角正切。在这篇论文中，我们使用超导量子比特作为量子传感器，对声子晶体腔进行声子数分辨测量。这使得一个高分辨率的研究机械耗散和退相在相干态的可变大小（平均声子数$\navg\simeq1-10$）。我们观察到非指数的能量衰减和状态大小依赖减少的失相速率，我们归因于与TLS的相互作用。使用数值模型，我们通过机械发射将能量衰减签名（以及在较小程度上的失相签名）再现为可饱和和快速失相TLS的小系综（$N=5$）。我们的研究结果包括一个详细的检查TLS诱导的声子退相干的量子制度。
2023-02-01 quant-ph
Coherence and entanglement of mechanical oscillators mediated by coupling to different baths
本文研究了两个耦合机械振子与两个互不相关的热浴系统在温度分别为$T_1$和$T_2$时的非平衡动力学。我们得到完整的解决方案的海森伯-朗之万方程，这揭示了相干混合的正常模式的振荡器作为其非对角耦合的结果浴。独特的重整化方面所造成的混合进行了讨论。对角和非对角（相干）关联函数的情况下，严格欧姆浴与不同的强，弱耦合制度的耦合得到解析。一个渐近非平衡定态出现，我们得到的相关性和相干性的完整表达式。值得注意的是，在高温下，$T_1 \neq T_2$的经典极限仍然存在。在耦合到同一个谐振腔的振子简正模之间失谐量为零的情况下，相干性保持了对初始条件的长时间记忆。早期时间演化的微扰展开揭示了相干性的出现是振荡器\emph{mediated}的正常模式之间的纠缠的结果，通过它们的耦合浴。这\emph{suggests}纠缠的生存在高温极限为不同温度的浴，这基本上是一个结果的非平衡性质的渐近稳定状态。一个小的失谐和大的$|T_1- T_2|$的平衡设置产生非零的稳态相干性和纠缠在高温极限的浴。
2017-07-06 cond-mat.other quant-ph
Lifetime-limited Gigahertz-frequency Mechanical Oscillators with Millisecond Coherence Times
该研究通过激光光谱与材料分析确定晶体石英中声子退相干主要源于表面损伤，并利用优化抛光工艺使12 GHz μHBAR实现超过6 ms相干时间和创纪录f-Q乘积，为高频量子存储器铺平道路。
2025-04-12 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Ground State Cooling of an Ultracoherent Electromechanical System
腔机电学依赖于微波和机械模式之间的参数耦合来操纵机械量子态，并在混合量子系统的不同部分之间提供相干界面。机械模式的高相干性在这样的应用中是至关重要的，以便保护其宿主的量子态免受热退相干。在这里，我们介绍了一个机电系统的基础上，周围的软夹持机械谐振器具有极高的Q值（> $10^9$），在非常低的温度（30 mK）举行。这种超相干机械谐振器是电容耦合到微波模式，强大到足以使基态冷却的机制（$\bar{n}_\mathrm{min}= 0.76\pm 0.16$）。这为利用这种系统提供的极长相干时间（$t_ \mathrm{coh} >100 ms）进行量子信息处理和状态转换铺平了道路。
2022-02-14 quant-ph
Detecting macroscopic quantum coherence with a cavity optomechanical system
近年来，量子相干性的严格资源框架已经建立，并引起了广泛的兴趣。在这里，我们表明，量子腔光机系统，作为一个新兴的平台，可以表现出一定的量子相干性在宏观尺度上。我们还发现，总的光机相干性与光机相干性之和之差正好等于它们的互信息。受光机纠缠探测的启发，提出了一种实验上可行的探测光机相干性的方案。
2016-10-20 quant-ph
Effects of mechanical processing and annealing on optical coherence properties of Er$^{3+}$:LiNbO$_3$ powders
研究了不同机械处理和热处理条件下掺铒铌酸锂（Er $^{3+}$：LiNbO $_3$）晶体粉末的光学相干寿命和退相干过程。几个互补的方法被用来评估这些高度散射介质的相干寿命。直接强度或外差检测的双脉冲光子回波技术被用于样品具有较长的相干寿命和较大的信号强度，而时间延迟的光学自由感应衰减被发现工作以及较短的相干寿命和较弱的信号强度。光谱烧孔技术也被用来表征样品非常快速的退相过程。粉末的结果进行比较，散装晶体的性能，与观察到的差异解释的随机取向的颗粒在粉末中结合新的消相干机制引入的粉末制造。模型的相干衰减表明，顺磁性材料，如Er $^{3+}$：铌酸锂$_3$，具有高度各向异性的相互作用与所施加的磁场仍然可以表现出较长的相干寿命和相对简单的衰减形状，即使是随机取向的颗粒的粉末。我们发现，从机械处理时，从散装样品研磨粉末的相干性迅速下降，导致外观的非晶状的行为和加宽的均匀线宽高达三个数量级，即使当采用低能量研磨方法。在高温下退火可以改善某些样品的性能，均匀线宽减小到小于10 kHz，接近相同实验条件下3 kHz的体晶体线宽。
2017-01-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Unice cogito, ergo quantum sum (I think uniquely, therefore I am quantum mechanical)
如果幺正量子力学态演化是普遍有效的，那么量子化系统的演化是一致的、确定性的和可逆的;也就是说，是一对一的。因此，被认为是不可逆的测量可能是一个纯粹主观的，传统的，和方便的抽象的情况下，虽然在原则上完全可逆的，为所有实际目的（fapp），测量不能撤销。如果这一点被承认，那么薛定谔的“量子凝胶化”的出现是因为通过量子相干性，经典互斥状态的物理共存是不可避免的。以人类独特的认知和知觉经验为证据，至少在统觉层次上，量子胶凝是不存在的。另外，如何在认知的基本层面上刻画由量子相干性引起的感知和认知的矛盾性，以及为什么这种矛盾性显得相当微弱，可以忽略不计，这些问题仍然没有得到解决。
2011-02-15 quant-ph
Improving coherence with nested environments
我们考虑的是一个量子信息系统的量子比特寄存器，并在理想化但典型的情况下考虑它的退相干。自发衰变和其他与被认为是量子设备外部世界的远环境的耦合将被忽略，而与设备内的量子态的耦合，即与近环境的耦合被假定为占主导地位。因此，中央系统耦合到近环境，近环境又耦合到远环境。考虑到在邻近环境中的动力学不是充分已知或可控的，我们将使用随机矩阵方法来获得解析结果。我们考虑一个简化的情况下，中央系统遭受弱退相从近的环境，这反过来又是随机耦合到远的环境。我们发现了一个反直觉的结果，即增加远近环境之间的耦合实际上保护了中心量子位。
2015-09-16 quant-ph
Generation of coherence in an exactly solvable nonlinear nanomechanical system
本文研究了氮空位（NV）中心与非线性周期驱动的机械振子耦合的量子动力学。对于依赖于振子位置的连续周期驱动，机械运动由Mathieu椭圆函数描述。利用该解研究了含环境效应的量子自旋系统的动力学行为，并计算了NV自旋的纯度和冯诺伊曼熵。一致性的单一生成处理。我们观察到，通过幺正变换的相干性的产生取决于系统是否在混合状态下初始准备。当系统最初在分界线区域（即，经典系统表现出动力学混乱的区域）。由动力学混沌理论可知，系统通过同宿纠缠时的相轨线具有有限的记忆性，因此初始条件的信息丢失。我们证明了量子混沌和混合初态信息的减少有利于通过幺正演化产生量子相干性。我们引入了量子距离的同宿纠缠，并证明了初始状态允许有效的相干产生，这个距离是最小的。
2020-08-19 quant-ph
Quatum Thermodynamics and the coherence in Ion channels
我们发现，量子力学叠加可以在蛋白质膜中的离子转移过程中持续相当长的时间，尽管存在与环境分子振动模式的相互作用。在量子化学框架中定义的光谱温度在保持相干性方面起着重要作用。计算了退相干时间与驻留时间的比值，它与相干度直接相关。这一结果为在电压门控生物通道中构建离子纠缠态的量子信息系统提供了新的思路。
2013-05-02 quant-ph
Probing the quantum coherence of a nanomechanical resonator using a superconducting qubit: I. Echo scheme
我们提出了一个方案，其中的量子相干性的纳米机械谐振器可以探测使用超导量子比特。我们考虑一个机械谐振器耦合到一个库珀对盒的电容，并假设超导量子比特被调谐到简并点，使其相干时间最大化，机电耦合可以近似为色散哈密顿量。当量子比特以状态叠加的方式制备时，这将驱动机械谐振器逐渐进入叠加状态，这反过来导致量子比特的明显退相干。将合适的控制脉冲施加到量子位允许其布居被反转，从而导致谐振器动力学的反转。然而，谐振器与其环境的相互作用意味着动态不完全可逆。我们表明，这种不可逆性在很大程度上是由于退相干的机械谐振器，可以推断出从适当的测量单独的量子位。使用估计所涉及的参数的基础上的一个具体实现的系统，我们表明，它应该是可能的，以现有的设备技术进行此计划。
2008-04-14 cond-mat.supr-con quant-ph
Thermal-Light-Induced Coherent Dynamics in Atoms and Molecules -- an Exact Quantum Mechanical Treatment
阳光是否会在生物系统中引发相干动力学的问题仍在争论之中。在这里，我们基于精确的全量子力学处理表明，热光在物质中诱导出与相干态诱导的相干性类似的激发态相干性。我们在V型模型系统和两态Born-Oppenheimer分子系统上证明了这一现象。值得注意的是，在激发的分子势能面中诱导了类似波包的动力学。
2015-05-01 quant-ph
Quantum Coherence via Skew Information and Its Polygamy
量子相干性的量化是量子力学理论和实际应用中的一个关键问题。利用感兴趣态的量子偏斜信息，给出了一种可靠的量子相干性测度.证明了这种相干性测度满足最近在量子相干性资源理论中引入的所有判据（特别是强单调性）。相干测度在量子精密测量中具有解析表达式和明显的操作意义。根据这种相干性度量，可以得到量子相干性的分布，即，研究了量子相干性如何在多方之间分配，并提出了相应的一夫多妻关系。作为进一步的应用，我们发现相干测度形成了由非相干操作准备的量子关联的自然上界。最后研究了相干性测度以及相对熵相干性、$l_p$ -范数相干性的实验测量。
2017-04-17 quant-ph
Non-Hermitian Hamiltonians with real eigenvalues coupled to electric fields: from the time-independent to the time dependent quantum mechanical formulation
我们提供了一个回顾式介绍量子力学形式主义与非厄米哈密顿系统的实本征值。从时间无关的框架，我们解释了如何确定一个适当的域的非厄米哈密顿量，并特别注意PT对称性和伪厄米性所发挥的作用。我们讨论了这种系统的时间演化，特别是考虑到如何始终耦合的电场伪厄米哈密顿的问题。我们用三个明确的例子来说明一般形式：i）广义斯旺森哈密顿量，它构成了非谐振子的非厄米延拓; ii）尖峰谐振子，它表现出明确的超对称性; iii）-x^4-势，它是量子场论的一个玩具模型。
2007-01-15 quant-ph
Compositional resource theories of coherence
量子相干性是量子信息中最重要的资源之一。事实上，防止相干性的丧失是阻碍大规模量子计算机发展的最重要的技术挑战之一。近年来，有关连贯性的数学资源理论的研究取得了实质性进展，为连贯性的量化和控制铺平了道路。然而，到目前为止，这些资源理论只在凸几何、信息论和线性代数领域内被数学形式化。这种方法在范围上是有限的，并且使得难以超越单个系统量子态的相干性的资源理论。在本文中，我们采取了一个互补的角度来看，表明资源理论的连贯性，而不是纯粹的组成定义，也就是说，与数学的过程理论，弦图和范畴理论。这种新的观点提供了几个优点：i）它统一了各种现有的方法来研究相干性，例如，包括可说的和不可说的相干性; ii）它提供了一个组成的多系统设置的一般处理; iii）它立即概括到量子信道，测量，仪器，和超越的情况; iv）它可以容易地推广到存在多个不同的退相干源的设置;以及，iv）它直接延伸到任意过程理论，例如，广义概率理论和Spekkens玩具模型提供了操作性地解释相干性的能力，而不是依赖于量子理论的特定数学特征来描述它。更重要的是，通过提供一个新的，互补的，一致性的资源的角度来看，这项工作打开了大门，开发新的工具，将无法从线性代数思维。
2020-09-01 quant-ph
Parameterized coherence measure
本文利用Tsallis相对算子$(α, β)$-熵提出一种新的量子相干度量，证明其满足所有相干度量标准，并研究其与多种相干度量在量子比特态下的排序，为相干性和纠缠度量提供新方法。
2023-06-21 quant-ph
Nonequilibrium thermodynamics of quantum coherence beyond linear response
University of Stuttgart（斯图加特大学）
针对量子相干性非平衡热力学的挑战，本文提出动态贝叶斯网络方法，推导出广义涨落关系与最大功定理，揭示了在线性响应之外的快速过程中相干性可增加最大功提取。
2023-01-31 quant-ph
Loss Mechanisms in High-coherence Multimode Mechanical Resonators Coupled to Superconducting Circuits
ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院）；University of Innsbruck（因斯布鲁克大学）；Institute for Quantum Optics and Quantum Information, Austrian Academy of Sciences（奥地利科学院量子光学与量子信息研究所）；University of Sao Paulo（圣保罗大学）
本研究揭示了高阶体声波谐振器在与超导电路耦合时因压电材料缺陷导致的相干损耗机制，并实现了接近毫秒的量子相干时间。
2026-02-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Coherence measurements on Rydberg wave packets kicked by a half-cycle pulse
单极半周期脉冲的反冲可以使粒子数重新分布，并使径向里德堡波包中的态间相对相位发生移动。我们已经测量了量子相干性的属性后，踢，并表明，选定的相干性可以通过在特定的时间应用HCP被破坏。量子力学模拟表明，这是由于在噪声存在下的角动量的重新分配。这些结果对波包中量子信息的存储和提取具有重要意义。
2004-08-13 quant-ph
The quantum coherence as a phase property of the wave function
Technical University of Sofia（索菲亚技术大学）
该研究首次解释量子相干性作为波函数相位特性，利用相敏非绝热修饰态，发现多能级相敏非绝热修饰态中实部与虚部间快速变化及不同虚部间稳定的两种相位相关性。
2026-07-14 quant-ph
Femtosecond Coherence and Quantum Control of Single Molecules at Room Temperature
量子力学现象，如电子相干和纠缠，在实现天然光合捕光复合物中无与伦比的光能转换效率方面发挥着关键作用，并引发了人们对有机量子计算可能性的兴趣。由于生物系统本质上是异质的，结构和量子力学性质之间的明确关系只能通过研究单个组件来获得。然而，迄今为止，在生理条件下获得超快凝聚力的单分子技术还不可用。在这里，我们表明，通过采用飞秒脉冲整形技术，量子相干性在单个有机分子可以创建，探测和操纵在环境条件下，即使在高度无序的固体环境。我们发现广泛分布的相干衰减时间为不同的个体分子直接洞察到当地环境的结构异质性。最重要的是，我们在单个分子中诱导拉比振荡并控制相干叠加态，从而在室温下实现了基本的飞秒单量子比特操作。
2010-12-10 physics.chem-ph quant-ph
Anharmonic quantum mechanical systems do not feature phase space trajectories
经典力学中的相空间动力学是用沿轨道的输运来描述的。非简谐量子力学系统不允许对它们的相空间动力学进行基于概率的描述。这使得量子相空间研究的一些方法失效。我们首先证明了一般情况下的轨迹的缺席。然后，我们给出了一个明确的证明，所有的量子相空间分布的负值：我们表明，在非谐量子力学系统的相干性的产生是负责在其相空间速度场的奇异性的发生，反之亦然。这解释了文献中反复报道的数值问题，并提供了更深入的了解量子相空间动力学的性质。
2018-03-16 quant-ph
Coherence-based operational nonclassicality criteria
本文提出仅依赖实验可测数据的可操作判据，用于检测单个量子相干性的非经典性，并分析其在损耗与噪声信道下的鲁棒性，可广泛应用于多类量子实验。
2022-10-10 quant-ph
Quantum manipulation of a two-level mechanical system
我们考虑了一个非线性耦合的机电系统，并发展了一个双声子冷却的定量理论。在双声子冷却的存在下，力学希尔伯特空间被有效地降低到其基态和第一激发态，允许在单个声子的水平上进行量子操作，并准备具有负维格纳函数的非经典力学态。我们提出了一个计划进行任意布洛赫球旋转，并推导出在特定情况下的$π$脉冲的保真度。我们排除了降低系统一致性的有害过程，并证明了我们的方案可以在最先进的机电设备中实现。
2023-01-18 quant-ph
The Problem of Conscious Observation in Quantum Mechanical Description
在没有隐变量的普遍有效的薛定谔方程的假设下，讨论了量子非定域性（纠缠）的认识论后果。这不可避免地导致{ \it多人解释}。脑中准经典神经状态的最新基础（基于环境退相干）原则上允许对整个测量交互链的正式描述，包括有意识观察者的{ \it行为}，而不引入任何中间的经典概念（对于宏观的“指针状态”）或“可观测的”（对于微观粒子的位置等）-从而一致地形式化爱因斯坦的{ \it ganzer langer Weg}从观察到观察者的量子力学条款。
2000-06-05 gr-qc quant-ph
Magnon-Squeezing-Induced Nonreciprocal Quantum Coherence in a Cavity Magnomechanical System
Ibn Zohr University（伊本佐赫尔大学）；Government College University（政府学院大学）；Arba Minch University（阿尔巴明奇大学）；Wachemo University（瓦切莫大学）
本文研究腔磁力系统中磁振子压缩驱动的量子相干性，发现压缩幅度与相位可调制有效磁振子频率和阻尼，实现相干性的相位依赖增强与非互易传递，并证明压缩磁振子是控制量子相干性的鲁棒可调资源。
2025-11-09 quant-ph
Two sites coherence and visibility
波粒二象性和量子力学态的叠加使量子力学具有区别于经典力学的独特性质，并给出了明显反直觉的解释。这两个原理负责观察电子、原子和分子等量子粒子的干涉效应。可见性是波的性质的量度，并且可以被认为是“归一化的”相干性量词。可见度的降低来自退相（退相干）：一个相对相位部分或全部被破坏的过程，导致粒子性质的支配。利用密度矩阵公式计算了单电子系综和双电子系综的相干性和可见性。对于这样的电子系统，可见性和可预测性（粒子性质的测量）遵循互补的时间演化，它们都不依赖于单个粒子的能量。
2020-06-12 quant-ph
The temporal coherence of a photon condensate: A quantum trajectory description
为了研究单模染料-腔光子凝聚体的时间相干性，建立了一个在量子力学水平上处理凝聚体模的动力学模型。分析和数值计算了驱动耗散和克尔相互作用对数涨落的影响，发现了长$τ$反聚束效应.根据相互作用的强度，我们定量地观察到一个指数Schawlow-Townes衰减或高斯亨利衰减的相位相关性。启发式相量模型起源于激光物理在描述数量和相位动力学的充分性进行了验证，在实验相关的参数制度。的第一和第二阶相干时间的比率被证明是成反比的数量波动，与一个前因子，在整个交叉规范和grandcanonical统计之间的变化顺利。
2019-05-27 quant-ph
Thin-film quartz for high-coherence piezoelectric phononic crystal resonators
本文用薄膜石英制备压电声子晶体谐振器，在单声子、毫开尔文条件下实现超过160,000的内部机械品质因数，并揭示TLS及铝电极损耗机制。
2024-06-20 quant-ph
Coherence-assisted single-shot cooling by quantum absorption refrigerators
近年来，热力学向量子领域的扩展受到了广泛的关注。当前研究的一个主要目标是找到可以通过量子力学效应增强的热力学任务。考虑到这一目标，我们探索了由三个量子位组成的吸收式制冷机的有限时间动力学。这种有限时间冷却的目的是尽可能快地达到低温，随后提取冷粒子以将其用于信息处理目的。我们表明，量子动力学固有的相干振荡可以被利用来达到比稳态更冷的温度，其数量级更少，从而提供了一个快速的低熵量子比特源。这种效应表明，量子热机可以超越经典热机，让人想起其他领域的量子优势，并适用于广泛的技术重要场景。
2015-12-09 quant-ph
A sincere tribute to E.C.G Sudarshan's phenomenal contribution toward quantum theory of optical coherence
对角表示和光学等效定理是E. C. G. 20世纪中叶苏达尚在非经典光学领域的冒险。它基本上涉及光子的量子力学描述，以解释光的量子特性。受到苏达山开创性工作的启发，我们试图解释他的论文“统计光束的半经典和量子力学描述的等效性”中的每一分钟数学细节。在这篇文章中，我们将通过开发量子光学的一些基础知识，然后在E.C.G的原创作品中着陆，并试图尽可能严格地展示它。我们展示了它在各类物理问题中的一些重要应用。
2019-06-27 physics.hist-ph quant-ph
Optomechanical interface for probing matter-wave coherence
我们结合物质波干涉术和腔光学力学，提出了一种基于量子力学运动的相干物质-光界面。我们展示了一种机制，能够转移非经典功能的状态上的物质波系统的光机设备，将它们转换成独特的干涉条纹。这为推断粒子束中的量子相干性提供了可靠的工具。此外，我们还讨论了我们的系统如何允许有趣的观点，铺平了道路，建设一个设备的编码量子信息的物质波系统。我们的提案突出了这两个实验平台协同开发的以前无法预见的可能性，明确基于现有技术，可用于当前尖端实验并广泛使用。
2013-12-10 quant-ph
Interferometric visibility and coherence
最近，量子相干性（或叠加）的基本概念获得了很多新的关注，在Baumgratz et al. [PRL 113：140401（2014）]之后，继Alberberg [arXiv：quant-ph/0612146]之后，他们提出了一种资源理论方法来量化它。这导致了大量的论文和预印本探索各种相干性单调，并讨论了资源理论的可能形式。在这里，我们认为，在一个国家的相干性的操作基础，无论是量子或其他波力学，在于观察干涉效应。这里我们的方法是考虑一个理想化的多路干涉仪，与一个合适的检测器，在这样的方式，干涉图案的可见性提供了一个定量的表达量的相干性在一个给定的探针状态。我们提出了一个从可见性导出相干性测度的一般框架，并通过分析几个具体的可见性参数，恢复一些已知的相干性测度和获得一些新的相干性测度来证明它。
2017-06-23 quant-ph
Detection and Classification of Three-qubit States Using $l_{1}$ Norm of Coherence
纠缠是一种纯粹的量子力学现象，因此它没有经典的类似物。另一方面，相干性是经典光学和量子力学中的一个众所周知的现象。最近的研究表明，量子相干性可能成为量子信息理论的一个有用的资源。我们将利用量子相干性对三比特态的纠缠特性进行检测和分类。此外，我们已经证明，如果任何三量子比特状态违反了检测一般的双可分状态的另一个必要条件，那么给定的三量子比特状态不能是双可分状态。由于三量子比特系统只有三类状态，所以如果我们检测到被探测的状态既不是可分状态也不是双可分状态，那么我们可以肯定地得出结论，给定的三量子比特状态是真正的纠缠态。我们用几个例子说明了我们的结果。
2023-02-11 quant-ph
Quantum mechanical aspects of coherent photoproduction: the limits of coherence, and multiple vector mesons
本文对比Good-Walker范式与半经典图像解释UPC相干光生，并指出量子干涉和超辐射可增强多重全同矢量介子产生，为观测受激衰变提供可能。
2024-04-05 hep-ph nucl-ex nucl-th
Constraints on probing quantum coherence to infer gravitational entanglement
寻找一个可行的方案来检验引力相互作用的量子力学性质已经吸引了越来越多的关注。到目前为止，引力介导的纠缠产生似乎是潜在实验的关键因素。在最近的一项研究中[D]。Carney等人，Phys. Rev. X Quantum 2，030330（2021）]结合原子干涉仪和低频机械振荡器，提出了用于验证这种纠缠产生的相干恢复测试。由于只对原子进行测量，该协议绕过了相关测量的需要。在这里，我们探索这样一个协议的配方，并特别发现，在设想的制度与高热激发，半经典模型，其中没有纠缠的概念，也给出了相同的实验签名。我们阐明在一个完全的量子力学计算，纠缠是不是在相关的参数制度的复兴的来源。我们认为，在其目前的形式，建议的测试是唯一相关的，如果振荡器几乎是在一个纯粹的量子态，在这种制度的影响太小，无法测量。我们进一步讨论了潜在的开放式结局。这些结果突出了在测试物理系统的量子力学性质时，明确考虑量子情况与经典期望的不同的重要性和微妙之处。
2021-11-08 gr-qc hep-th quant-ph
Characterisation of multi-level quantum coherence without ideal measurements
相干叠加是量子力学的标志之一，对于任何量子力学器件超越经典可实现的性能至关重要。一般来说，叠加在干涉实验中得到验证，但尽管它们长期以来发挥着核心作用，我们对如何从一般干涉图样中提取相干叠加振幅的数量知之甚少。一个基本的问题是，执行相敏测量与创建相干叠加一样具有挑战性，因此假设用于验证量子相干性的完美实现的测量是很难证明的。为了克服这个问题，我们构造了一个相干性验证器，它来自于干涉图样的简单统计特性，使得测量中的任何缺陷都不会高估相干叠加幅度的数量。我们数值测试如何强大的这种措施是低估的一致性，在不完善的状态准备或测量的情况下，并发现它是非常有弹性的在这两种情况下。
2020-02-27 quant-ph
Equilibrium Coherence in the Multi-level Spin-boson Model
量子系统与其环境之间的相互作用即使在平衡状态下也能诱导稳态相干性--约化系统密度矩阵中的非对角元素。这项工作调查的“量子”的这种现象，通过检查的能力，经典和半经典模型来描述平衡平稳相干的多级自旋玻色子（MLSB）模型，一个常见的模型捕光系统。一个合理的经典谐振子模型被发现未能捕获平衡相干。这种失败是由于有效的弱点，经典的系统浴相互作用，由于没有一个离散的系统能谱，因此，在振荡器坐标的量子化位移。对于具有生物光捕获典型参数的二聚体模型，半经典相干性也消失，即，其中两个系统位点以相同的重组能耦合到浴。相比之下，平衡相干性在同一系统的完全量子描述中持续存在，这表明平衡稳态相干性的独特量子力学起源，例如，光合系统最后，作为一种计算工具，微扰膨胀的介绍，在三阶$\hbar$，给出定性正确的行为在环境温度下的所有配置检查。
2019-11-18 quant-ph
Quantum back-action in measurements of zero-point mechanical oscillations
测量诱导反作用是海森堡不确定原理的直接结果，是量子测量的定义性特征。我们用量子测量理论来分析最近Safavi-Naeini等人的实验[Phys.Rev.Lett. { \bf 108}，033602（2012）]，并且示出该实验的结果不仅表征了近基态纳米机械振荡器的零点波动，而且还通过感测噪声和反作用噪声之间存在的相关性证明了量子反作用噪声的存在。这些相关性源于机械振荡器和测量设备之间的量子相干性，它在测量过程中建立，是提高灵敏度超过标准量子极限的关键。
2012-06-04 quant-ph
The Physicist Inside the Ambiguous Room: an argument against the need of consciousness in quantum mechanical measurement process
这篇论文的目的是否定意识是量子测量过程所必需的假设。为了实现这个目标，我建议对薛定谔猫和死-活物理学家的思想实验进行相当大的修改，称为“PIAR”，即物理学家在环境室内的缩写。一个特殊的策略使我能够以这样一种方式来计划实验，即从逻辑上证明上述假设的不一致性，并迫使其支持者依赖于量子力学的另一种解释，在这种解释中，现实世界的现象独立于我们的意识思维而存在，观察者不起任何特殊作用。此外，在我的描述中，测量仪器将是完整的，在这个意义上，实验，假定它也包括实验者，将完全在一个密封的房间内开始和结束。因此，我的分析为观察者和她/他的实验观察对象之间的关系提供了一个逻辑解释;这一点和其他一些含义将在第五节和结论中讨论。
2021-07-05 quant-ph
Quantum non-Gaussian coherences of an oscillating atom
该研究推导了经典与高斯体系的量子相干性上限及非高斯相干阈值，在钙离子振动实验中观测到零至六声子叠加的量子非高斯相干，验证了其长时存储可行性，拓展了原子振荡的应用潜力。
2024-12-12 quant-ph
Hierarchy of quantum operations in manipulating coherence and entanglement
不同量子操作下的量子资源理论促进了对量子相干性和量子纠缠等内在量子力学性质的多视角理解。我们建立了不同的操作层次结构，用于在分布式环境中操纵相干性和纠缠，其中至少有一个空间上分离的两方被限制产生相干性。在这些设置中，我们引入了新的操作类别，并描述了那些最大的，即，非资源产生业务，超越现有的研究不连贯版本的本地业务和经典的通信和可分离的业务。最大的操作承认一个半定规划制定有用的数值算法，而现有的操作没有。为了建立层次结构，我们证明了一个序列的包含关系的操作之间的澄清任务分离的操作出现。我们还证明了一个渐进的非生存分离的操作在层次结构中的辅助相干蒸馏的任务的性能方面，在一个单一的情况下消失的渐近极限分离。我们的研究结果作为基本的分析和数值工具，研究在资源理论的不同操作下的相干和纠缠之间的相互作用。
2021-06-22 quant-ph
Phase control of entanglement and quantum steering in a three-mode optomechanical system
本文发展了一个由单模腔组成的光机械系统的相干、纠缠和量子操纵的相位控制理论。耦合中的闭环产生干扰通道，其取决于场模式与机械模式的耦合强度的相对相位。我们展示了几个有趣的相位相关效应，如可逆的人口转移从一个场模式到其他模式，集体模式的创建，诱导相干性而不诱导发射。这些效应是由场模式之间的完美的相互相干性引起的，即使其中一个模式没有被填充，这种相互相干性也会被保留。根据相位，场模式可以共同或单独地作用于机械模式，分别导致三分或二分纠缠。此外，我们还研究了场模对力学模的量子操纵的相位敏感性。预测了从二分转向集体的确定性相位转移，并且可以实现对应于完美EPR态的最佳转向。这些不同类型的量子操纵可以通过测量两个探测器之间的符合率来实验区分，所述两个探测器被调整为收集输出腔模式的光子。特别是，我们发现，符合率信号的干扰图案的最小值的二分转向，而最大值的信号的集体转向。
2017-11-16 quant-ph
