論文の概要: Photonic non-Markovianity identification by quantum process capabilities of non-CP processes

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2212.03676v2
• Date: Sun, 17 Mar 2024 05:39:58 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-03-20 06:58:04.354759
• Title: Photonic non-Markovianity identification by quantum process capabilities of non-CP processes
• Title（参考訳）: 非CPプロセスの量子プロセス能力によるフォトニック非マルコビアン性同定
• Authors: Chan Hsu, Yu-Chien Kao, Hong-Bin Chen, Shih-Hsuan Chen, Che-Ming Li,
• Abstract要約: マルコフ量子過程は、任意に2つまたはそれ以上の正の完全正(CP)サブプロセスに分けることができる。 分裂過程の間に少なくとも1つの非CP過程が存在するとき、力学は非マルコフ過程と見なされる。 本稿では,非CPプロセスの定量化手法を提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.157286095422595
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: A Markovian quantum process can be arbitrarily divided into two or more legitimate completely-positive (CP) subprocesses. When at least one non-CP process exists among the divided processes, the dynamics is considered non-Markovian. However, how to utilize minimum experimental efforts, without examining all process input states and using entanglement resources, to identify or measure non-Markovianity is still being determined. Herein, we propose a method to quantify non-CP processes for identifying and measuring non-Markovianity without the burden of state optimization and entanglement. This relies on the non-CP processes as new quantum process capabilities and can be systematically implemented by quantum process tomography. We additionally provide an approach for witnessing non-Markovianity by analyzing at least four system states without process tomography. We faithfully demonstrate that our method can be explicitly implemented using all-optical setups and applied to identify the non-Markovianity of single-photon and two-photon dynamics in birefringent crystals. Our results can also be used to explore non-Markovianity in other dynamical systems where process or state tomography is implementable.
• Abstract（参考訳）: マルコフ量子過程は、任意に2つまたはそれ以上の正の完全正(CP)サブプロセスに分けることができる。 分裂過程の間に少なくとも1つの非CP過程が存在するとき、力学は非マルコフ過程と見なされる。 しかし、すべてのプロセス入力状態を調べたり、絡み合う資源を使わずに、最小限の実験的努力をどのように活用するかは、まだ決定されていない。 本稿では、状態最適化と絡み合いの負担を伴わずに非マルコフ性を特定し、測定するための非CPプロセスの定量化手法を提案する。 これは、新しい量子プロセス能力として非CPプロセスに依存しており、量子プロセストモグラフィーによって体系的に実装することができる。 さらに,プロセストモグラフィーを使わずに,少なくとも4つのシステム状態を分析することによって,非マルコビアン性を見極めるアプローチを提案する。 両屈折結晶における単光子と2光子の非マルコビアン性を特定するために、全光学的設定を用いて、本手法を明示的に実装できることを忠実に証明する。 プロセストモグラフィーや状態トモグラフィーが実装可能な他の力学系における非マルコビアン性についても検討することができる。

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