論文の概要: Random-time quantum measurements

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2109.05862v4
• Date: Thu, 13 Apr 2023 13:46:48 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-14 20:50:55.233941
• Title: Random-time quantum measurements
• Title（参考訳）: ランダム時間量子測定
• Authors: Markus Sifft, Daniel H\"agele
• Abstract要約: ランダム時間量子測定は検出器出力$z(t)$の高次時間相関で解析可能であることを示す。 多くの応用が高分解能分光法、単一光子顕微鏡、回路量子力学、量子センシング、一般の量子測定で想定されている。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The analysis of a continuous measurement record $z(t)$ poses a fundamental challenge in quantum measurement theory. Different approaches have been used in the past as records can, e.g., exhibit predominantly Gaussian noise, telegraph noise, or clicks at random times. The last case may appear as photon clicks in an optical spin noise measurement at very low probe laser power. Here we show that such random-time quantum measurements can similarly to the first two cases be analyzed in terms of higher-order temporal correlations of the detector output $z(t)$ and be related to the Liouvillian of the measured quantum system. Our analysis in terms of up to fourth-order spectra (quantum polyspectra) shows that this new type of spectra reveals the same valuable information as previously studied higher-order spectra in case of usual continuous quantum measurements. Surprisingly, broad-band system dynamics is revealed even for deliberately low average measurement rates. Many applications are envisioned in high-resolution spectroscopy, single-photon microscopy, circuit quantum electrodynamics, quantum sensing, and quantum measurements in general.
• Abstract（参考訳）: 連続測定レコード $z(t)$ の解析は、量子測定理論における根本的な挑戦である。 例えば、記録は主としてガウスノイズ、電信ノイズ、あるいはランダムな時間にクリックできるため、過去には異なるアプローチが用いられてきた。 最後のケースは、非常に低いプローブレーザーパワーでの光スピンノイズ測定における光子クリックとして現れる。 ここでは、そのようなランダム時間量子測定は、検出器出力$z(t)$の高次時間相関の観点から、最初の2つのケースと同様に分析でき、測定された量子系のリウビリアンと関連することを示す。 最大4次スペクトル (quantum polyspectra) を用いて分析したところ、この新しいタイプのスペクトルは、通常の連続量子計測の場合、従来研究されていた高次スペクトルと同じ貴重な情報を示す。 驚くべきことに、故意に平均測定レートが低い場合でも、広帯域システムのダイナミクスが明らかにされる。 多くの応用が高分解能分光法、単一光子顕微鏡、回路量子力学、量子センシング、一般の量子測定で想定されている。

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