論文の概要: Observing crossover between quantum speed limits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2104.05638v2
- Date: Tue, 19 Oct 2021 10:34:08 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-04 01:42:36.707397
- Title: Observing crossover between quantum speed limits
- Title（参考訳）: 量子速度限界間のクロスオーバーの観測
- Authors: Gal Ness, Manolo R. Lam, Wolfgang Alt, Dieter Meschede, Yoav Sagi, and
Andrea Alberti
- Abstract要約: 2つのよく知られた量子速度制限は、マンデルスタム・タムとマルゴラス・レヴィタン境界である。
本稿では,光トラップにおける単一原子の動きを追従することにより,マルチレベルシステムにおける両方の限界を同時にテストする。
一つはマンデルスタム・タム限界が常に進化を制限している状態であり、もう一つはマーゴラス・レヴィチン限界との交叉が長い時間に現れる状態である。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Quantum mechanics sets fundamental limits on how fast quantum states can be
transformed in time. Two well-known quantum speed limits are the
Mandelstam-Tamm and the Margolus-Levitin bounds, which relate the maximum speed
of evolution to the system's energy uncertainty and mean energy, respectively.
Here, we test concurrently both limits in a multi-level system by following the
motion of a single atom in an optical trap using fast matter wave
interferometry. Our data reveal two different regimes: one where the
Mandelstam-Tamm limit constrains the evolution at all times, and a second where
a crossover to the Margolus-Levitin limit is manifested at longer times. We
take a geometric approach to quantify the deviation from the speed limit,
measuring how much the matter wave's quantum evolution deviates from the
geodesic path in the Hilbert space of the multi-level system. Our results,
establishing quantum speed limits beyond the simple two-level system, are
important to understand the ultimate performance of quantum computing devices
and related advanced quantum technologies.
- Abstract（参考訳）: 量子力学は、量子状態の時間変化の速さに根本的な制限を課す。
良く知られた2つの量子速度限界は、マンデルシュタム・タムとマルゴルス・レヴィティン境界であり、進化の最大速度とシステムのエネルギーの不確かさと平均エネルギーをそれぞれ関連付けている。
本稿では,高速物質波干渉計を用いた光トラップにおける単一原子の動きを追従することにより,マルチレベルシステムにおける両方の限界を同時にテストする。
一つはマンデルスタム・タム限界が常に進化を制限している状態であり、もう一つはマーゴラス・レヴィチン限界との交差が長い時間に現れる状態である。
速度限界からの偏差を定量化するために幾何学的アプローチを採り、マルチレベル系のヒルベルト空間の測地線経路からマター波の量子進化がどれだけ逸脱しているかを測定する。
その結果、単純な2レベルシステムを超えて量子速度限界を確立することは、量子コンピューティングデバイスと関連する高度な量子技術の究極のパフォーマンスを理解する上で重要である。
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