論文の概要: Pairwise Measurement Induced Synthesis of Quantum Coherence
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2211.08860v1
- Date: Wed, 16 Nov 2022 12:10:26 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-19 09:46:40.605128
- Title: Pairwise Measurement Induced Synthesis of Quantum Coherence
- Title（参考訳）: ペアワイズ測定による量子コヒーレンスの合成
- Authors: Mariia Gumberidze, Michal Kol\'a\v{r}, and Radim Filip
- Abstract要約: 本稿では,個別システムからの量子コヒーレンス合成のための測定ベースのプロトコルを提案する。
入力として、初期エネルギーとコヒーレンスが低い2レベルのシステムの非相互作用コピーを$N$で使用する。
このプロトコルは、初期状態よりも高いエネルギーとコヒーレンスで出力状態を条件付きで合成する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: Quantum coherent superpositions of states with different energies, i.e.,
states with coherence with respect to energy basis, are important resource for
modern quantum technologies. States with small coherence can be obtained either
autonomously, due to the effect of a weak coherent drive or, potentially, due
to the presence of an environment. In this paper, we propose a
measurement-based protocol for quantum coherence synthesis from individual
systems (with low initial coherence) into a global (and higher) coherence of
the joint system. As an input, it uses $N$ non-interacting copies of two-level
systems (TLS), with low initial energy and coherence. These can be supplied by,
e.g., a weak external drive or can result from an interaction with a bath. This
protocol conditionally synthesizes an output state with higher energy and
coherence than the initial state had, representing an universal process whose
rules have not been well studied, yet. In addition to energy and coherence, we
study the quantity called mutual coherence, showing increase after the protocol
application, as well. This approach is based on application of sequential
pairwise projective measurements on TLS pairs (conditionally removing their
ground states), that are diagonal in the TLS energy basis. The functionality of
the coherence synthesis is robust with respect to dephasing effects of the TLS
environment on the system. Our approach may show its benefits in quantum
sensing, quantum batteries charging, or other applications where synthesis of a
larger coherent system from smaller (weaker) resources is useful.
- Abstract（参考訳）: 異なるエネルギーを持つ状態、すなわちエネルギー基底に対するコヒーレンスを持つ状態の量子コヒーレント重ね合わせは、現代の量子技術にとって重要な資源である。
小さいコヒーレンスを持つ状態は、弱いコヒーレントドライブの効果により自律的に得られるか、環境の存在により潜在的に得ることができる。
本稿では,個々の系(初期コヒーレンスが低い)から結合系の大域的(および高い)コヒーレンスへの量子コヒーレンス合成のための測定ベースのプロトコルを提案する。
入力として、2レベルシステム(TLS)の非相互作用コピーを$N$で、初期エネルギーとコヒーレンスが低い。
これらは、例えば弱い外部ドライブによって供給されるか、浴槽との相互作用によって生じる。
このプロトコルは、ルールが十分に研究されていない普遍的なプロセスを表す初期状態よりも高いエネルギーとコヒーレンスで出力状態を条件付きで合成する。
エネルギーとコヒーレンスに加えて、相互コヒーレンス(相互コヒーレンス)と呼ばれる量も検討し、プロトコル適用後の増加を示す。
このアプローチはTLSエネルギーベースで対角であるTLSペア(条件付き基底状態を取り除く)の逐次対射影測定の適用に基づいている。
コヒーレンス合成の機能は、TLS環境がシステムに与える影響を軽視する上で堅牢である。
我々のアプローチは、より小さな(弱い)リソースからより大きなコヒーレントシステムを合成するのに役立つ量子センシング、量子電池の充電、その他の応用においてその利点を示すかもしれない。
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