論文の概要: Demonstration of multi-time quantum statistics without measurement
back-action
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2207.06106v1
- Date: Wed, 13 Jul 2022 10:28:01 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-05 06:59:20.499871
- Title: Demonstration of multi-time quantum statistics without measurement
back-action
- Title（参考訳）: 測定バックアクションを伴わないマルチタイム量子統計の実証
- Authors: Pengfei Wang, Hyukjoon Kwon, Chun-Yang Luan, Wentao Chen, Mu Qiao,
Zinan Zhou, Kaizhao Wang, M. S. Kim and Kihwan Kim
- Abstract要約: 測定が量子状態を乱すという量子力学の原理のために、複数の時間点の量子統計を得るのは難しい。
そこで本研究では, アンシラによる逆作用を伴わないアンシラ支援計測手法を提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 15.011381523485214
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: It is challenging to obtain quantum statistics of multiple time points due to
the principle of quantum mechanics that a measurement disturbs the quantum
state. We propose an ancilla-assisted measurement scheme that does not suffer
from the measurement-induced back-action and experimentally demonstrate it
using dual-species trapped ions. By ensemble averaging the ancilla-measurement
outcomes with properly chosen weights, quantum statistics, such as quantum
correlation functions and quasi-probability distributions can be reconstructed.
We employ $^{171}\rm{Yb}^+$-$^{138}\rm{Ba}^+$ ions as the system and the
ancilla to perform multi-time measurements that consist of repeated
initialization and detection of the ancilla state without effecting the system
state. The two- and three-time quantum correlation functions and
quasi-probability distributions are clearly revealed from experimental data. We
successfully verify that the marginal distribution is unaffected by the
measurement at each time and identify the nonclassicality of the reconstructed
distribution. Our scheme can be applied for any $N$-time measurements of a
general quantum process, which will be an essential tool for exploring
properties of various quantum systems.
- Abstract（参考訳）: 測定が量子状態を妨げるという量子力学の原理のため、複数の時点の量子統計を得ることは困難である。
そこで本研究では, アンシラによるバックアクションを伴わないアンシラ支援計測手法を提案し, 二種のイオンを捕捉して実験的に実証した。
適切に選択された重みでアンシラ測定結果を平均化することにより、量子相関関数や準確率分布などの量子統計を再構成することができる。
我々は,システムとアンシラとして$^{171}\rm{yb}^+$-$^{138}\rm{ba}^+$ ionsを用い,システム状態に影響を与えることなく,繰り返し初期化とアンシラ状態の検出からなるマルチタイム計測を行う。
2時間および3時間の量子相関関数と準確率分布は実験データから明らかである。
限界分布が計測値に影響を受けないことの検証に成功し,再構成分布の非古典性を確認した。
我々のスキームは、様々な量子系の性質を探索するための重要なツールとなる一般的な量子過程の任意の$N$-timeの測定に応用できる。
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