論文の概要: Stochastic quantum trajectories demonstrate the Quantum Zeno Effect in open spin 1/2, spin 1 and spin 3/2 systems

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2209.10626v2
• Date: Thu, 15 Feb 2024 21:00:09 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-02-19 21:34:00.852962
• Title: Stochastic quantum trajectories demonstrate the Quantum Zeno Effect in open spin 1/2, spin 1 and spin 3/2 systems
• Title（参考訳）: 確率的量子軌道は開スピン1/2、スピン1、スピン3/2系における量子ゼノ効果を示す
• Authors: Sophia M. Walls, Julien M. Schachter, Haocheng Qian and Ian J. Ford
• Abstract要約: ラビ振動を受けるスピン1/2,スピン1,スピン3/2の開量子系における量子ゼノ効果について検討する。 非常に強い測定のために、振動はランダムに発生するほぼ瞬時ジャンプに類似している。 スピン1とスピン3/2系の場合、測定強度はどの固有状態が探索されているかを決定し、ある固有状態近傍で系が膨らむと量子ゼノ効果が強くなる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We investigate the Quantum Zeno Effect in spin 1/2, spin 1 and spin 3/2 open quantum systems undergoing Rabi oscillations, revealing unexplored features for the spin 1 and spin 3/2 systems. The systems interact with an environment designed to perform continuous measurements of an observable, driving the systems stochastically towards one of the eigenstates of the corresponding operator. The system-environment coupling constant represents the strength of the measurement. Stochastic quantum trajectories are generated by unravelling a Markovian Lindblad master equation using the quantum state diffusion formalism. These are regarded as a more appropriate representation of system behaviour than consideration of the averaged evolution since the latter can mask the effect of measurement. Complete positivity is maintained and thus the trajectories can be considered as physically meaningful. The Quantum Zeno Effect is investigated over a range of measurement strengths. Increasing the strength leads to greater system dwell in the vicinity of the eigenstates of the measured observable and lengthens the time taken by the system to return to that eigenstate,thus the Quantum Zeno Effect emerges. For very strong measurement, the Rabi oscillations resemble randomly occurring near-instantaneous jumps between eigenstates. The trajectories followed by the quantum system are heavily dependent on the measurement strength which other than slowing down and adding noise to the Rabi oscillations, changes the paths taken in spin phase space from a circular precession into elaborate figures-of-eight. For spin 1 and spin 3/2 systems, the measurement strength determines which eigenstates are explored and the Quantum Zeno Effect is stronger when the system dwells in the vicinity of certain eigenstates compared to others.
• Abstract（参考訳）: スピン1/2,スピン1およびスピン3/2における量子ゼノ効果を調べ,スピン1およびスピン3/2系の未検討の特徴を明らかにする。 システムは可観測体の連続的な測定を行うように設計された環境と相互作用し、対応する作用素の固有状態の1つに確率的にシステムを駆動する。 システム環境結合定数は測定の強さを表す。 確率的量子軌道は、量子状態拡散形式(英語版)(quantum state diffusion formalism)を用いてマルコフのリンドブラッドマスター方程式を解いて生成される。 これらは、後者が測定の効果を隠蔽できるため、平均的な進化を考えるよりもシステム行動の適切な表現と見なされている。 完全な肯定性は維持され、従って軌道は物理的意味を持つと見なすことができる。 量子ゼノ効果は様々な測定強度で研究されている。 強度を増大させると、測定された観測可能な固有状態の近傍の系はより大きくなり、その固有状態に戻るのに要する時間も長くなり、量子ゼノ効果が現れる。 非常に強い測定のために、ラビ振動は固有状態間のランダムに瞬時に発生するジャンプに似ている。 量子系に追従する軌道は、ラビ振動の減速やノイズの追加以外の測定強度に大きく依存しており、スピン相空間における経路は、円偏差から8の精巧な図形へと変化する。 スピン1とスピン3/2系の場合、測定強度はどの固有状態が探索されるかを決定し、量子ゼノ効果は系が他の固有状態の近傍に居住する場合に強くなる。

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