A Simple "Quantum Interrogation" Method
提出了一种简单的非干涉的“量子询问”方法,该方法使用在表面上具有受抑全内反射的倏逝波传感。简单的方法具有优于原始干涉仪Elitzur-Vaidman方法的优点,即能够检测既不是黑色也不是非衍射的物体,并且这些物体由于任何原因(例如其尺寸、灵敏度等)而不能被引入干涉仪的臂中。该方法本质上是高效的。
2009-05-15 quant-ph
An Invisible Quantum Tripwire
我们在这里提出了一个量子绊网,这是一个量子光学讯问技术,能够检测到入侵的绊网被发现的入侵者的概率非常低。我们的方案结合了无相互作用测量与量子芝诺效应,以询问入侵者的存在没有相互作用。绊网利用了我们发现的量子芝诺效应的一种奇怪的非线性行为,这种行为发生在一个有损耗的系统中。我们还采用了统计假设检验协议,使我们能够计算出一定数量的试验后的无相互作用测量的置信水平。因此,我们的量子入侵者警报系统在现实大气条件下对光子损失和失相具有鲁棒性,其设计最大限度地减少了误报和漏报的概率以及入侵者可见的概率。
2010-10-01 quant-ph
High-efficiency Weak-trace-free Counterfactual Communication via Quantum Zeno Effect
National University of Defense Technology(国防科技大学)
本研究利用量子芝诺效应实现高效率的反事实量子通信,通过量子光子芯片实验,实现了比特和图像传输的高效与低错误率。
2026-03-18 quant-ph
Zeno logic gates using micro-cavities
量子计算的线性光学方法有几个潜在的优点,但逻辑运算是概率性的。在这里,我们回顾了使用量子芝诺效应来抑制这类器件中的固有故障事件,这将产生确定性的逻辑操作,而不需要辅助光子或高效率的探测器。利用微腔和电磁感应透明实现芝诺门的潜在优势进行了讨论。
2006-06-28 quant-ph
Quantum Zeno and anti-Zeno effects by indirect measurement with finite errors
我们研究的量子芝诺效应和反芝诺效应的情况下,“间接”的测量,测量仪器不直接作用于一个不稳定的系统,一个现实的模型与有限的测量误差。导出了一个普遍而简单的被测不稳定系统衰变率公式。在洛伦兹形状因子的情况下,我们计算了衰减率的全时间演化、测量装置的响应以及测量中的误差概率。结果表明,不仅响应时间,而且检测效率起着至关重要的作用。我们提出了观察量子芝诺和反芝诺效应的方法,以及在一般实验中避免或校准这些效应的方法。
2002-10-05 quant-ph
Quantum Computing Using Single Photons and the Zeno Effect
我们表明,量子芝诺效应可以用来抑制故障事件,否则会发生在线性光学方法的量子计算。从实际的角度来看,这将允许实现确定性逻辑门,而不需要辅助光子或高效探测器。我们还表明,光子的行为,如果他们是费米子,而不是玻色子在强芝诺效应的存在下,这导致了一个新的范式量子计算。
2004-08-14 quant-ph
Dual Quantum Zeno Superdense Coding
量子超密集编码使发送者能够使用预共享纠缠在一个量子比特中编码一个两比特的经典消息。在本文中,我们开发了一个超密集编码协议使用双量子芝诺(DQZ)门,充分利用量子超密集编码从完整的贝尔态分析。我们验证,DQZ门允许远程方实现正交贝尔状态的可扩展性,在半反事实的方式和DQZ超密集编码实现高吞吐量效率作为循环数的函数的贝尔状态分析仪。
2019-05-31 quant-ph
Preparation and Entanglement Purification of Qubits through Zeno-like Measurements
一种新的纯化方法,通过类Zeno测量纯化[H. Nakazato,T. Takazawa和K. Yuasa,Phys. Rev. Lett. 90,060401(2003)],被广泛讨论并应用于几个简单的量子位系统。它明确地展示了它是如何工作的,以及它是如何优化的。作为可能的应用,提出了多量子比特初始化和纠缠纯化的方案,并详细研究了它们的效率。这种思想的简单性和灵活性使我们能够将其应用于量子信息和计算中的各种设置,并将为我们提供有用和实用的态制备方法。
2004-04-28 quant-ph
Quantum Zeno Effect in Cavity QED: Experimental Proposal with Non Ideal Cavities and Detectors
我们提出了一个实验,两个耦合微波腔和一个“隧穿”光子观察的里德伯原子的通道。我们在参考文献\cite{art1}中模拟耦合腔,并包括耗散效应以及有限的检测效率。我们还考虑现实的有限原子场相互作用时间,并提供了一个简单的分析表达式的光子“隧穿”的概率,包括所有这些影响。我们表明,足够小的耗散常数的效果可以观察到与目前的实验设施。
2007-10-01 quant-ph
Suppression of Zeno effect for distant detectors
我们描述了在一个衰减系统中的连续测量的影响和从检测器到系统的初始位置的距离的作用。首先用阶跃吸收势对探测器进行建模。对于一个接近和强的检测器,系统的衰减率降低;较弱的检测器不修改指数衰减率,但抑制长时间的偏差以上的耦合阈值。然而,通过增加初始状态和检测器之间的距离以及通过提高检测器的效率,测量的这些扰动效应消失。
2006-07-27 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
Zeno-Assisted Quantum Heat Engines
Ulm University(乌尔姆大学);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)
本文研究了利用量子Zeno动力学作为润滑策略来提高有限时间量子热机效率的方法,通过辅助系统和频繁监测限制联合演化到Zeno子空间,从而在奥托循环的工作过程中实现有效的绝热捷径,并分析了实现相关的热力学成本。
2026-09-15 quant-ph
Purcell effect and quantum Zeno effect suppressed self-discharging of quantum battery
School of Physics, Huazhong University of Science and Technology(华中科技大学物理学院)
研究量子电池自放电问题,通过结合珀塞尔效应与量子芝诺效应将充电器损耗转化为保护机制,抑制充电器对量子电池的耗散,避免能量回流,提高能量转换效率。
2026-07-07 quant-ph
Optimization of a Neutron-Spin Test of the Quantum Zeno Effect
本文从实用的角度讨论了考虑磁镜过滤自旋态的非理想效率时,量子芝诺效应(QZE)的中子自旋实验检验。在理想情况下,(理想)反射镜的数量N可以无限增加,从而产生越来越好的QZE。相比之下,在具有不完美反射镜的实际情况下,存在最佳反射镜数量N_opt,在该数量处QZE变为最大:更频繁的测量将使性能恶化。然而,定量分析表明,一个很好的QZE的实验测试仍然是可行的。这些结论具有普遍的有效性:在实际实验中,损耗和缺陷的存在导致最佳频率N_opt,其通常是有限的。一个不应该增加N超过N_opt。一个方便的公式N_opt,有效的在一个广泛的框架,推导出作为一个函数的参数表征的实验装置。
2003-01-15 quant-ph
Anti-Zeno Effect for Quantum Transport in Disordered Systems
我们证明了在一定条件下,无序系统中的重复测量可以诱导量子反Zeno效应,从而增强量子输运。在重复测量下,用简单的模型确实显示了能量传递的增强。反芝诺效应的最佳测量间隔和能量转移的最大效率指定的相关的物理参数。由于环境作为系统上的频繁测量,消相干诱导的能量转移,这是最近讨论的光合复合物,可以解释在反芝诺效应。我们还发现了一个有趣的现象,即局域退相干或重复测量甚至可以促进非局域点之间的纠缠产生。
2010-10-21 physics.bio-ph quant-ph
On-chip interaction-free measurements via the quantum Zeno effect
虽然干涉是一种经典的波动现象,但作为单个粒子干涉基础的叠加原理是量子物理学的核心。无相互作用测量(IFM)利用单光子的波粒二象性,通过改变干涉图样来感知物体的存在,即使光子和物体没有相互作用,也可以实现无相互作用测量。通过使用量子芝诺效应,IFM的效率可以任意接近于1。在这里,我们报告的芯片上实现的IFM基于硅光子学。我们利用光刻写入波导的固有优势:出色的干涉相稳定性和模式匹配,并获得多径干扰与可见度超过98%。我们实现了标准化IFM效率高达68.2%,超过了最初IFM提案的50%限制。
2014-05-08 physics.optics quant-ph
Quantum Zeno Effect in the Quantum Non-Demolition Detection of Itinerant Photons
我们使用量子非破坏(QND)测量分析巡游光子的检测。我们表明,由于连续测量的反作用在这样的计划中的检测器的效率施加了限制。我们说明了这一点,使用一个设置,信号光子必须进入一个腔体,以分散检测。在这种方法中,测量信号是施加到通过第二腔模式的强光束的相移。保真度的限制是量子芝诺效应的后果,我们讨论了测量过程的分析结果和量子轨迹模拟。
2008-05-30 cond-mat.mes-hall quant-ph
Entanglement and operator correlation signatures of many-body quantum Zeno phases in inefficiently monitored noisy systems
本研究探讨XX自旋链在噪声和低效测量下的量子Zeno相,发现纠缠与算符关联对噪声强度的非单调响应不同,暗示二者相变行为存在差异。
2024-07-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Quantum measurement and thermally assisted proton tunnelling
尽管近年来有令人信服的相反证据,但这种观点仍然坚持认为,量子效应不能在温暖、嘈杂和复杂的环境中存活很长时间,这种环境在任何化学或生物化学上有趣的过程中,都会在太短的时间尺度上洗掉量子效应。还假设随着周围环境温度的升高,量子隧穿等过程的效率会下降。一种看待这一点的方法是引用量子芝诺效应:被注视的锅永远不会沸腾。在这项工作中,我们表明,相反的是正确的。对于一个非常一般的开放量子系统,一个质子在非对称双阱势中,环境的作用是提高隧穿率(反芝诺效应)。我们比较了两个简单的数学模型,表明在特定的温度范围内,热增强量子隧穿相当于通过系统上的环境来增加冯诺依曼型测量的频率。
2013-10-10 quant-ph
Maxwell's lesser demon: a quantum engine driven by pointer measurements
我们讨论了一个自包含的自旋玻色子模型的测量驱动的引擎,其中恶魔产生的工作从热激发的量子自旋通过测量和反馈控制。而不是授予它完全直接访问的自旋状态和Landauer的擦除中风的最佳性能,我们限制这个恶魔的行动指针测量,即随机或连续的询问阻尼机械振荡器,假设宏观上不同的位置取决于自旋状态。该发动机可以同时达到功率和效率基准,并在量子奥托发动机会失效的温度范围内运行。
2020-03-06 quant-ph
High-efficiency arbitrary quantum operation on a high-dimensional quantum system
操纵量子系统的能力是量子技术发展的核心。量子控制的最终目标是实现所有可能的开放量子系统动力学的任意量子操作。然而,需要额外的物质资源造成了巨大的障碍。在这里,我们实验证明了一个通用的方法,AQuO的光子量子点与最小的物理资源的两个级别的附属和$\log_{2}d$规模的电路深度的$d$维系统。然后,AQuO的量子轨道模拟量子子空间稳定和量子芝诺动力学,以及非相干操纵和广义测量的qudit。因此,所证明的完全量子控制的AQuO将在量子信息科学中发挥不可或缺的作用。
2021-08-28 quant-ph
Continuous measurement of a charge qubit with a point contact detector at arbitrary bias: the role of inelastic tunnelling
我们研究了一个电荷量子比特的动力学,由一个单电子在一个双阱势,耦合到一个点接触(PC)静电计使用量子轨迹形式主义。与以前的工作相比,我们的分析是有效的任意源漏偏置整个PC,但仅限于子芝诺限制。我们发现,在PC中的非弹性隧穿过程的动力学是强烈的影响。这些过程降低了PC作为量子位读出设备的效率,并且即使在源极-漏极偏压为零时也引起弛豫。我们发现,子芝诺动力学分为两个制度:低和高偏置的PC电流和电流功率谱表现出显着不同的行为。为了进一步说明制度之间的划分和检测器的低效率,我们提出了模拟的量子轨道的条件量子比特和检测器动力学。我们还描述了如何在任意基础上的Single Shot测量可以实现在子芝诺制度。
2004-06-28 cond-mat.mes-hall quant-ph
Adiabatic manipulation of a system interacting with a spin-bath
本文分析了受激拉曼绝热通道在与自旋浴相互作用系统中的应用,利用旋转波近似简化处理并评估总幺正演化,揭示了不同耦合与失谐机制下布居数转移效率的变化及强阻尼下效率降低的Zeno子空间成因。
2023-11-20 quant-ph
Continuous quantum measurement: inelastic tunnelling suppresses current oscillations
我们研究了一个电荷量子比特的动力学,由一个单电子在一个双阱势耦合到一个点接触(PC)静电计,使用量子轨迹形式主义。与以前的预测相反,我们正式表明,在次芝诺限制,相干振荡的检测器输出被抑制,和动力学是由非弹性过程中的PC为主。此外,即使当源极-漏极偏置为零时,这些也会降低检测器效率并引起弛豫。这具有实际意义,因为这意味着探测器将充当退相干源。最后,我们表明,子芝诺动力学分为两个制度:低和高偏置的PC电流功率谱表现出显着不同的行为。
2004-04-02 cond-mat.mes-hall quant-ph
The Non-mechanistic Character of Quantum Computation
一些量子算法所表现出的高于经典的效率在这里归因于它们的非机械特性,这通过加入纠缠和量子测量的概念而变得明显。测量类似地对难以逆转的函数的计算的输出设置(部分)约束。该约束沿着可逆计算过程在时间上回溯,计算反向函数,这产生量子效率。演化,包括波函数崩溃(这里是一个修改的概念),是非机械的,因为它是由初始条件和最终约束。看起来,产出越受测量的约束,效率就越高。通过特殊的芝诺效应,设置一个完全约束,(推测地)产生NP-完全= P。
1999-01-13 quant-ph
Counterfactual Quantum Sensing: What Interaction-Free Measurement Can and Cannot Buy
FHNW University of Applied Sciences and Arts Northwestern Switzerland(瑞士西北应用科学与艺术大学);School of Engineering and Environment(工程与环境学院)
探讨无相互作用测量在量子传感中的作用,以信道估计问题分析埃利策尔 - 维德曼干涉仪,发现其在测透明度上无优势,优势在辨别,还研究了寄生损耗等影响,表明单个光子多次遇物体时可获取的量子费希尔信息受限,恢复相关界限。
2026-07-29 quant-ph
Ultimate limits for quantum magnetometry via time-continuous measurements
本文研究了在横向集体噪声作用下,总自旋为J的原子系综所受磁场B的估计。通过准备初始自旋相干态,对于在演化之后执行的任何测量,已知估计的均方误差按比例缩放为$1/J$,即没有获得量子增强。在这里,我们考虑连续监测原子环境的可能性,并最终表明,基于时间连续的非拆除测量,然后由最终的强测量的策略可以实现海森堡有限的缩放$1/{J^2}$,也是一个监测增强缩放的询问时间。我们还发现,时间连续的计划是强大的检测损失,因为我们证明了量子增强也可以恢复有限的测量效率。最后,我们分析证明了我们的策略的最优性。
2017-12-11 quant-ph
Deterministic quantum phase estimation beyond the ideal NOON state limit
该研究提出基于确定性高斯压缩真空态源与高效零差检测的相位估计方案,实验实现超越散粒噪声极限、甚至优于理想NOON态协议的灵敏度,取得量子计量学的重要突破。
2021-11-18 quant-ph
Weak dissipation for high fidelity qubit state preparation and measurement
利用高态选择性、弱耗散的布居转移,将原子离子的一个基态量子比特能级的布居不可逆地转移到高保真度的有效稳定的激发流形上。随后的激光询问准确地区分这些电子流形,我们证明了总量子比特状态的准备和测量(SPAM)不准确性$ε_\mathrm{SPAM} < 1.7 \times 10^{-4}$($-38 \mbox{ dB}$),量子比特本征态之间的不完美的人口转移的限制。我们的实验表明,完全转移将产生小于$8.0 \times 10^{-5}$($-41 \mbox{ dB}$)的不准确性。这种方法的高精度揭示了一种罕见的($\approx 10^{-4}$)磁偶极子衰减引起的错误,我们证明可以通过驱动一个额外的过渡进行校正。由于这种技术允许在有效的无限周期内收集荧光,因此即使在有限的光学访问和低量子效率的情况下也可以实现高保真量子比特SPAM。
2021-08-26 physics.atom-ph quant-ph
Collective Quantum Logic Spectroscopy
JILA, National Institute of Standards and Technology, University of Colorado(科罗拉多大学国家物理测量局联合研究所);Department of Physics, University of Colorado(科罗拉多大学物理系);Homer L. Dodge Department of Physics and Astronomy, The University of Oklahoma(俄克拉荷马大学霍默·L·道奇物理与天文学系);Center for Quantum Research and Technology, The University of Oklahoma(俄克拉荷马大学量子研究与技术中心);Time and Frequency Division, National Institute of Standards and Technology(国家物理测量局时间与频率司);Center for Theory of Quantum Matter, University of Colorado(科罗拉多大学量子物质理论中心)
该研究针对囚禁离子量子传感器扩展难题与部分离子缺乏闭合跃迁的问题,提出集体量子逻辑光谱学方案,明确其性能极限,证实其可实现量子极限灵敏度,为光钟等领域提供可扩展框架。
2026-08-24 physics.atom-ph quant-ph
Noise as a resource
Università degli Studi di Firenze(佛罗伦萨大学);Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione (DINFO)(信息工程系)
本文研究了动态系统中噪声的能量与信息内容,探讨了噪声作为控制参数的可能性,并分析了量子动力学、环境噪声与复杂网络拓扑在能量传输效率中的最优相互作用。
2018-05-04 cond-mat.stat-mech cs.SY eess.SY