論文の概要: Error-disturbance uncertainty relations in Faraday measurements

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2112.14028v1
• Date: Tue, 28 Dec 2021 07:54:56 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-03 01:51:34.265752
• Title: Error-disturbance uncertainty relations in Faraday measurements
• Title（参考訳）: ファラデー計測における誤差・不確かさ関係
• Authors: Le Bin Ho, Keiichi Edamatsu
• Abstract要約: 我々は、ファラデー相互作用を介して偏光度計と相互作用する単一のスピン-1/2系をモデル化する。 純粋な偏光におけるコヒーレント光度計では、誤差と乱れの両方が、光とスピンの偏光の両方におけるファラデー回転による循環振動を振舞う。 これらの場合の誤差・ゆらぎ関係を導出し、ハイゼンベルク・アーサース・ケリーの不確実性は破られるが、ブランチャード・大沢の不確実性は常に成り立つ。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We examine error-disturbance relations in the quantum measurement of spin systems using an atom-light interface scheme. We model a single spin-1/2 system that interacts with a polarized light meter via a Faraday interaction. We formulate the error and disturbance of the model and examine the uncertainty relations. We found that for the coherent light meter in pure polarization, both the error and disturbance behave the cyclic oscillations due to the Faraday rotation in both the light and spin polarizations. We also examine a class of polarization squeezed light meter, where we apply the phase-space approximation and characterize the role of squeezing. We derive error-disturbance relations for these cases and find that the Heisenberg-Arthurs-Kelly uncertainty is violated while the tight Branciard-Ozawa uncertainty always holds. We note that, in the limit of weak interaction strength, the error and disturbance become to obey the unbiasedness condition and hence the Heisenberg-Arthurs-Kelly relation holds. The work would contribute to our understanding of quantum measurement of spin systems under the atom-light interface framework, and may hold potential applications in quantum metrology, quantum state estimation and control.
• Abstract（参考訳）: スピン系の量子測定における原子-光界面スキームを用いた誤差・分散関係について検討する。 我々は、ファラデー相互作用を介して偏光計と相互作用する単一のスピン1/2系をモデル化する。 我々は,モデルの誤差と乱れを定式化し,不確実性関係を調べる。 純粋な偏光におけるコヒーレント光度計では、誤差と外乱の両方が、光とスピンの偏光の両方におけるファラデー回転による周期振動を振る舞うことがわかった。 また、位相空間近似を適用し、スクイージングの役割を特徴付ける偏光測定器のクラスについても検討した。 これらの場合の誤差・ゆらぎ関係を導出し、ハイゼンベルク・アーサース・ケリーの不確実性は破られるが、ブランチャード・大沢の不確実性は常に成り立つ。 弱い相互作用強度の極限において、誤差と外乱は不偏性条件に従うようになり、したがってハイゼンベルク-アーサース-ケリー関係は成立する。 この研究は、原子-光界面の枠組みの下でのスピン系の量子測定の理解に寄与し、量子力学、量子状態推定、制御における潜在的な応用を維持できるかもしれない。

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