論文の概要: Revealing inherent quantum interference and entanglement of a Dirac particle

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2211.12779v3
• Date: Wed, 11 Oct 2023 07:59:29 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-10-14 03:11:14.493273
• Title: Revealing inherent quantum interference and entanglement of a Dirac particle
• Title（参考訳）: ディラック粒子の固有量子干渉と絡み合いの解明
• Authors: Wen Ning, Ri-Hua Zheng, Yan Xia, Kai Xu, Hekang Li, Dongning Zheng, Heng Fan, Fan Wu, Zhen-Biao Yang and Shi-Biao Zheng
• Abstract要約: ディラック粒子のZitterbewegungは古典的な類似を持たないより基本的で普遍的な干渉行動によって引き起こされる。 位相空間においてそのような干渉パターンが明らかにされるが、これは Zitterbewegung を超越する。 基本的な重要性に加えて、実証された非古典的効果は量子技術において有用である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 13.68785696051536
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Although originally predicted in relativistic quantum mechanics, Zitterbewegung can also appear in some classical systems, which leads to the important question of whether Zitterbewegung of Dirac particles is underlain by a more fundamental and universal interference behavior without classical analogs. We here reveal such an interference pattern in phase space, which underlies but goes beyond Zitterbewegung, and whose nonclassicality is manifested by the negativity of the phase space quasiprobability distribution, and the associated pseudospin-momentum entanglement. We confirm this discovery by numerical simulation and an on-chip experiment, where a superconducting qubit and a quantized microwave field respectively emulate the internal and external degrees of freedom of a Dirac particle. The measured quasiprobability negativities agree well with the numerical simulation. Besides being of fundamental importance, the demonstrated nonclassical effects are useful in quantum technology.
• Abstract（参考訳）: もともと相対論的量子力学で予測されていたが、ジッターベヴェーグングはいくつかの古典系にも現れる可能性があり、ジッターベヴェーグングのディラック粒子が古典的アナログを伴わずにより基本的で普遍的な干渉行動によって引き起こされるかどうかという重要な問題に繋がる。 位相空間におけるそのような干渉パターンは、zitterbewegung の下にあるが、その非古典性は位相空間準確率分布のネガティビティとそれに伴う擬スピン・モーメントの絡み合いによって現れる。 この発見をシミュレーションとオンチップ実験により確認し、超伝導量子ビットと量子化されたマイクロ波場がそれぞれディラック粒子の内部自由度と外部自由度をエミュレートする。 測定された準確率の負性は数値シミュレーションとよく一致する。 基本的な重要性に加えて、実証された非古典的効果は量子技術において有用である。

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