論文の概要: Snapshotting Quantum Dynamics at Multiple Time Points
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2207.06106v2
- Date: Mon, 04 Nov 2024 03:11:12 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-11-05 14:39:21.823013
- Title: Snapshotting Quantum Dynamics at Multiple Time Points
- Title(参考訳): 複数の時点における量子ダイナミクスのスナップショッティング
- Authors: Pengfei Wang, Hyukjoon Kwon, Chun-Yang Luan, Wentao Chen, Mu Qiao, Zinan Zhou, Kaizhao Wang, M. S. Kim, Kihwan Kim,
- Abstract要約: 本研究では,中間点における量子システムから動的情報を抽出する手法を提案する。
我々は,各時点の確率を正確に回復する多時間準確率分布(QPD)を再構成する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 10.226937603741474
- License:
- Abstract: Measurement-induced state disturbance is a major challenge in obtaining quantum statistics at multiple time points. We propose a method to extract dynamic information from a quantum system at intermediate time points, namely snapshotting quantum dynamics. To this end, we apply classical post-processing after performing the ancilla-assisted measurements to cancel out the impact of the measurements at each time point. Based on this, we reconstruct a multi-time quasi-probability distribution (QPD) that correctly recovers the probability distributions at the respective time points. Our approach can also be applied to simultaneously extract exponentially many correlation functions with various time-orderings. We provide a proof-of-principle experimental demonstration of the proposed protocol using a dual-species trapped-ion system by employing $^{171}\rm{Yb}^+$ and $^{138}\rm{Ba}^+$ ions as the system and the ancilla, respectively. Multi-time measurements are performed by repeated initialization and detection of the ancilla state without directly measuring the system state. The two- and three-time QPDs and correlation functions are reconstructed reliably from the experiment, negativity and complex values in the QPDs clearly indicate a contribution of the quantum coherence throughout dynamics.
- Abstract(参考訳): 測定誘起状態乱れは、複数の時点における量子統計を得る上で大きな課題である。
本稿では,中間点の量子系から動的情報を抽出する手法を提案する。
この目的のために,アンシラ支援計測を行った後,古典的な後処理を適用し,各時点における測定の影響を解消する。
これに基づいて,各時点の確率分布を正確に復元する多時間準確率分布(QPD)を再構成する。
また,時間順序の異なる指数的に多くの相関関数を同時に抽出するためにも,本手法を適用することができる。
提案手法の実証実験では,2種のトラップイオン系を用いて,システムとして$^{171}\rm{Yb}^+$と$^{138}\rm{Ba}^+$をそれぞれ用いた。
システム状態を直接測定することなく、繰り返しアシラ状態の初期化と検出を行うことにより、マルチタイム計測を行う。
2回と3回のQPDと相関関数は実験から確実に再構成され、QPDにおける負性および複素値は、動的に量子コヒーレンスが寄与していることを明確に示している。
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