論文の概要: Topological insulator and quantum memory
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2306.11691v1
- Date: Tue, 20 Jun 2023 17:10:44 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-06-21 13:28:23.642171
- Title: Topological insulator and quantum memory
- Title（参考訳）: トポロジカル絶縁体と量子メモリ
- Authors: M. Kulig, P. Kurashvili, C. Jasiukiewicz, M. Inglot, S. Wolski, S.
Stagraczy\'nski, T. Mas{\l}owski, T. Szczepa\'nski, R. Stagraczy\'nski, V. K.
Dugaev, and L. Chotorlishvili
- Abstract要約: 不確実性関係は量子測定の普遍的精度限界を定義する。
比較的最近、量子相関と量子メモリが量子測定の不確実性を減少させることが発見された。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Measurements done on the quantum systems are too specific. Contrary to their
classical counterparts, quantum measurements can be invasive and destroy the
state of interest. Besides, quantumness limits the accuracy of measurements
done on quantum systems. Uncertainty relations define the universal accuracy
limit of the quantum measurements. Relatively recently, it was discovered that
quantum correlations and quantum memory might reduce the uncertainty of quantum
measurements. In the present work, we study two different types of measurements
done on the topological system. Namely, we discuss measurements done on the
spin operators and the canonical pair of operators: momentum and coordinate. We
quantify the spin operator's measurements through the entropic measures of
uncertainty and exploit the concept of quantum memory. While for the momentum
and coordinate operators, we exploit the improved uncertainty relations. We
discovered that quantum memory reduces the uncertainties of spin measurements.
On the hand, we proved that the uncertainties in the measurements of the
coordinate and momentum operators depend on the value of the momentum and are
substantially enhanced at small distances between itinerant and localized
electrons (the large momentum limit). We note that the topological nature of
the system leads to the spin-momentum locking. The momentum of the electron
depends on the spin and vice versa. Therefore, we suggest the indirect
measurement scheme for the momentum and coordinate operators through the spin
operator. Due to the factor of quantum memory, such indirect measurements in
topological insulators have smaller uncertainties rather than direct
measurements.
- Abstract（参考訳）: 量子系における測定は特殊すぎる。
古典派とは対照的に、量子測定は侵入的であり、関心の状態を破壊できる。
加えて、量子性は量子システム上で行った測定の精度を制限する。
不確実性関係は、量子測定の普遍的精度限界を定義する。
比較的最近、量子相関と量子メモリが量子測定の不確実性を減少させることが発見された。
本研究では,トポロジカルシステム上で行った2種類の測定方法について検討する。
具体的には、スピン作用素と正準作用素の対である運動量と座標について述べる。
我々は、不確実性のエントロピー測度を通じてスピン作用素の測定を定量化し、量子記憶の概念を利用する。
運動量や座標演算子に対して、改良された不確実性関係を利用する。
量子メモリはスピン測定の不確かさを減少させることを発見した。
一方, 座標と運動量演算子の測定の不確かさは運動量の値に依存し, 偏極電子と局在電子(大運動量限界)の間の距離で実質的に増大することを示した。
我々は、系の位相的性質がスピン運動量ロックにつながることに注意する。
電子の運動量はスピンとその逆に依存する。
そこで,スピン演算子を通した運動量と座標演算子の間接計測手法を提案する。
量子記憶の要因のため、位相絶縁体における間接的な測定は直接測定よりも不確かさが少ない。
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