論文の概要: Exploring postselection-induced quantum phenomena with
time-bidirectional state formalism
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2210.01583v2
- Date: Thu, 23 Mar 2023 07:05:26 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-24 18:19:36.438734
- Title: Exploring postselection-induced quantum phenomena with
time-bidirectional state formalism
- Title（参考訳）: 時間-双方向状態形式によるポスト選択誘起量子現象の探求
- Authors: Evgeniy O. Kiktenko
- Abstract要約: 時間2方向状態と呼ばれる量子粒子の状態は、反対の時間方向に伝播する2つの粒子の結合状態と等価である。
ポストセレクションや一般化された2状態(密度)ベクトルが存在しない特別な場合において,得られた表現が既知の表現にどのように還元されるかを示す。
我々は,クラウドアクセス可能な雑音量子プロセッサを用いて実現した量子テレポーテーションプロトコルにおいて,量子ビットの時間反転経路を追跡する手法を開発した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.8702432681310401
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Here we present the time-bidirectional state formalism (TBSF) unifying in a
general manner the standard quantum mechanical formalism with no postselection
and the time-symmetrized two-state (density) vector formalism, which deals with
postselected states. In the proposed approach, a quantum particle's state,
called a time-bidirectional state, is equivalent to a joined state of two
particles propagating in opposite time directions. For a general
time-bidirectional state, we derive outcome probabilities of generalized
measurements, as well as mean and weak values of Hermitian observables. We also
show how the obtained expressions reduce to known ones in the special cases of
no postselection and generalized two-state (density) vectors. Then we develop
tomography protocols based on mutually unbiased bases and a symmetric
informationally complete positive operator-valued measure, allowing
experimental reconstruction of an unknown single qubit time-bidirectional
state. Finally, we employ the developed techniques for tracking of a qubit's
time-reversal journey in a quantum teleportation protocol realized with a
cloud-accessible noisy superconducting quantum processor. The obtained results
justify an existence of a postselection-induced qubit's proper time-arrow,
which is different from the time-arrow of a classical observer, and demonstrate
capabilities of the TBSF for exploring quantum phenomena brought forth by a
postselection in the presence of noise.
- Abstract（参考訳）: ここでは、時間-双方向状態形式(tbsf)を一般化して、ポスト選択のない標準量子力学的形式化と、ポスト選択状態を扱う時間-対称性2状態(密度)ベクトル形式化を述べる。
提案手法では、時間二方向性状態と呼ばれる量子粒子の状態は、反対の時間方向に伝播する2つの粒子の結合状態と等価である。
一般の時間2方向状態に対して、一般化された測定結果の確率と、エルミート可観測物の平均値と弱値を導出する。
また,ポストセレクションや一般化された2状態(密度)ベクトルの特別な場合において,得られた表現が既知の表現に還元されることを示す。
そこで我々は,相互に偏りのない基底と対称的に完備な正の演算子評価尺度に基づくトモグラフィープロトコルを開発した。
最後に, 量子テレポーテーションプロトコルにおいて, 量子ビットの時間反転を追跡する手法を, クラウドアクセス可能な超伝導量子プロセッサで実現している。
その結果,古典的観測者の時間帯と異なる選択誘発キュービットの固有時間帯の存在を正当化し,雑音の存在下でのポストセレクションによって生じる量子現象を探索するTBSFの能力を実証した。
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