論文の概要: Optimal Superpositions for Particle Detection via Quantum Phase
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2307.15186v1
- Date: Thu, 27 Jul 2023 20:30:20 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-07-31 14:22:01.977643
- Title: Optimal Superpositions for Particle Detection via Quantum Phase
- Title（参考訳）: 量子位相による粒子検出のための最適重ね合わせ
- Authors: Eva Kilian, Marko Toro\v{s}, P.F. Barker, Sougato Bose
- Abstract要約: 新たな量子センサーの最先端の提案は、しばしば大きな重ね合わせの生成に依存している。
量子重畳系における配向粒子環境と系との散乱相互作用を考察する。
相対的な位相を通した入射粒子の「最適重ね合わせ」サイズが存在することがわかった。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Exploiting quantum mechanics for sensing offers unprecedented possibilities.
State of the art proposals for novel quantum sensors often rely on the creation
of large superpositions and generally detect a field. However, what is the
optimal superposition size for detecting an incident particle (or an incident
stream of particles) from a specific direction? This question is nontrivial as,
in general, this incident particle will scatter off with varied momenta,
imparting varied recoils to the sensor, resulting in decoherence rather than a
well defined measurable phase. By considering scattering interactions of
directional particulate environments with a system in a quantum superposition,
we find that there is an "optimal superposition" size for measuring incoming
particles via a relative phase. As a consequence of the anisotropy of the
environment, we observe a novel feature in the limiting behaviour of the real
and imaginary parts of the system's density matrix, linking the optimality of
the superposition size to the wavelength of the scatterer.
- Abstract（参考訳）: 量子力学をセンシングに活用することは、前例のない可能性をもたらす。
新たな量子センサーの最先端技術提案は、しばしば大きな重ね合わせの作成に依存し、一般に磁場を検知する。
しかし、特定の方向から入射粒子(または入射粒子の流れ)を検出するのに最適な重ね合わせサイズは何でしょうか。
この問題は、一般的には、この粒子は様々なモーメントで散乱し、センサーに様々な反動を与えるため、よく定義された測定可能な位相ではなくデコヒーレンスをもたらす。
量子重ね合わせの系による方向的粒子環境の散乱相互作用を考えることで、相対位相を介して入射粒子を測定するための「最適重ね合わせ」サイズが存在することを見出した。
環境の異方性(anisotropy of the environment)の結果,システムの密度行列の実部と虚部の境界挙動に新たな特徴が見られ,重ね合わせサイズの最適性と散乱器の波長を結びつけた。
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