論文の概要: Partial Measurements of Quantum Systems

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2108.07828v2
• Date: Mon, 23 Aug 2021 01:25:43 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-18 05:13:43.630828
• Title: Partial Measurements of Quantum Systems
• Title（参考訳）: 量子系の部分的測定
• Authors: Jonathan Monroe
• Abstract要約: 我々は2つの現象を研究するために部分的な測定を用いる。 弱い部分測定は、2つの非互換な(非可換な)観測変数の不確かさを減少させる。 熱力学の一般化された第2法則に従って, 部分測定の統計がエントロピーを生成することがわかった。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Projective measurement is a commonly used assumption in quantum mechanics. However, advances in quantum measurement techniques allow for partial measurements, which accurately estimate state information while keeping the wavefunction intact. In this dissertation, we employ partial measurements to study two phenomena. First, we investigate an uncertainty relation -- in the style of Heisenberg's 1929 thought experiment -- which includes partial measurements in addition to projective measurements. We find that a weak partial measurement can decrease the uncertainty between two incompatible (non-commuting) observables. In the second study, we investigate the foundation of irreversible dynamics resulting from partial measurements. We do so by comparing the forward and time-reversed probabilities of measurement outcomes resulting from post-selected feedback protocols with both causal and reversed-causal order. We find that the statistics of partial measurements produce entropy in accordance with generalized second laws of thermodynamics. We perform these experiments using superconducting qubits. This dissertation also describes the fabrication process for these devices and details a novel fabrication technique that allows fast, single-step lithography of Josephson-junction superconducting circuits. The technique simplifies processing by utilizing a direct-write photolithography system, in contrast to traditional electron-beam lithography. Despite their large lithographic area, Josephson junctions made with this method have low critical currents and high coherence times.
• Abstract（参考訳）: 射影測定は量子力学において一般的に用いられる仮定である。 しかし、量子計測技術の進歩により、波動関数をそのままに保ちながら状態情報を正確に推定する部分的測定が可能となった。 この論文では、2つの現象を研究するために部分的測定を用いる。 まず, 射影的測定に加えて部分的測定を含むハイゼンベルクの1929年の思考実験のスタイルで不確実性関係を調べる。 弱部分計測は2つの非互換(非可換)可観測性の間の不確かさを減少させることができる。 第2報では,部分的測定から生じる可逆的ダイナミクスの基礎について検討する。 因果順序と逆因果順序の両方で、選択後のフィードバックプロトコルから得られる測定結果の前後の確率を比較する。 部分的測定の統計は、熱力学の一般化された第二法則に従ってエントロピーを生成する。 超伝導量子ビットを用いてこれらの実験を行う。 この論文はまた、これらの装置の製作過程を詳述し、ジョセフソン接合超伝導回路の高速かつ単一ステップのリソグラフィーを可能にする新しい製造技術について詳述している。 この技術は、従来の電子ビームリソグラフィーとは対照的に、ダイレクトライトフォトリソグラフィーシステムを利用して処理を単純化する。 その大きなリソグラフィー領域にもかかわらず、この方法で作製されたジョセフソン接合は、低い臨界電流と高いコヒーレンス時間を持つ。

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