1Departamento de Física Juan José Giambiagi、FCEyN UBA Ciudad Universitaria、Pabellón I、1428 ブエノスアイレス、アルゼンチン
2アブドゥス サラム理論物理学国際センター、Strada Costiera 11、34151 トリエステ、イタリア
3Departamento de Fí sica Juan José Giambiagi、FCEyN UBA および IFIBA CONICET-UBA、Facultad de Ciencias Exactas y Naturales、Ciudad Universitaria、Pabellón I、1428 ブエノスアイレス、アルゼンチン
4Dipartimento di Fisica、Università di Napoli “Federico II”、Monte S. Angelo、I-80126 Napoli、Italy
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抽象
ハミルトニアンを支配するパラメータの周期的進化を経る監視対象の量子システムは、その進化に応じてシステムがたどる量子軌道に依存する幾何学的位相を蓄積します。 位相値は、ユニタリダイナミクスとシステムと環境の相互作用の両方によって決定されます。 その結果、幾何学的位相は、ランダムな量子ジャンプの発生により確率的特性を獲得します。 ここでは、監視された量子システムにおける幾何学的位相の分布関数を研究し、開いた量子システムにおける幾何学的位相を測定するために提案されたさまざまな量が分布を代表する場合とその分布を表す場合について議論します。 また、監視されたエコー プロトコルを考慮し、実験で抽出された干渉パターンの分布が幾何学的位相にリンクされるのはどのような場合であるかについて議論します。 さらに、量子ジャンプを示さない単一軌道について、サイクル後に取得される位相のトポロジカル遷移を明らかにし、この重要な動作がエコー プロトコルでどのように観察できるかを示します。 同じパラメータの場合、密度行列は特異性を示しません。 外部環境の存在下で時間変化する磁場に浸漬されたスピン 1/2 という典型的なケースを考慮して、すべての主な結果を説明します。 ただし、私たちの分析の主な結果は非常に一般的であり、その定性的特徴は研究対象のモデルの選択には依存しません。
人気の要約
オープン量子システムのこの代替記述は、たとえばシステムの状態が継続的に監視されている場合にアクセスされます。 この場合、波動関数は、進化の実現ごとに異なる量子軌道をたどる確率変数になります。 特定の軌道のランダム性により、GP に確率的特性が導入されます。 間接的なモニタリングを通じて GP に誘発される変動を理解することは、ほとんど解明されていないままです。 したがって、本研究の目標は、量子軌道に沿って蓄積された GP の特性を説明することです。
私たちの研究は、磁場中のスピン XNUMX/XNUMX 粒子のパラダイム モデルの枠組み内で生じる GP 分布と、それがスピン内の干渉縞の対応する分布に関係するかどうか、どのように、いつ関係するのかについての徹底的な研究を示しています。 -エコー実験。 また、外部環境との結合に応じて、監視されている量子システムが蓄積された位相のトポロジカル遷移を示すことを示し、この遷移がエコーダイナミクスで可視化されると主張します。
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【83] 注、a. プロトコルを実際に実装するには、0 つの追加手順が必要です。 等重ね合わせ状態 |ψ(0)⟩ でのシステムの準備と測定は、かなり複雑になる可能性があります。 代わりに、$sigma_z$-goundstate |0⟩ が準備され、その後、それを |ψ(0)⟩ に駆動するパルスが適用されます。 その後、プロトコルは通常、最終状態を $sigma_z$ 基底に戻す最後のスピン回転で終了します。実際に計算される確率は |XNUMX⟩ にある確率です。
【84] 注、b. 異なる測定スキームと物理的状況は、異なる解明を生成する方法としてリンドブランド方程式の対称性を使用して説明できます。 式の不変性を考えると、 (1) ある結合変換 $W_mrightarrow W'_m$、$H rightarrow H'$ の下では、平均密度行列 $rho(t)$ のリンドブラッド展開は結果的に変化しませんが、異なる可能性のある軌道は自明ではない変化を受ける可能性があります。さまざまなシナリオを説明します。 このような手順に従って、直接光検出から離散ホモダイン検出方式に移行できます。この方式では、ビームスプリッターが出力フィールドと追加のコヒーレントフィールドを混合します。
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