論文の概要: Quantum retrodiction in Gaussian systems and applications in optomechanics

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2309.03507v1
• Date: Thu, 7 Sep 2023 06:36:11 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-09-08 14:09:45.266751
• Title: Quantum retrodiction in Gaussian systems and applications in optomechanics
• Title（参考訳）: ガウス系における量子再帰と光力学への応用
• Authors: Jonas Lammers, Klemens Hammerer
• Abstract要約: 量子状態回帰の課題は、量子測定理論において厳密かつエレガントに扱われる。 本稿では,連続時間ホモダイン測定を用いたガウス量子状態の再現のための実用的定式化について述べる。 共振または非共振駆動フィールドを持つ共通オプティメカル動作モードにおいて、予測可能なPOVMを同定し、達成する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.9065034043031668
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: What knowledge can be obtained from the record of a continuous measurement about the quantum state the measured system was in at the beginning of the measurement? The task of quantum state retrodiction, the inverse of the more common state prediction, is rigorously and elegantly addressed in quantum measurement theory through retrodictive Positive Operator Valued Measures. This article provides an introduction to this general framework, presents its practical formulation for retrodicting Gaussian quantum states using continuous-time homodyne measurements, and applies it to optomechanical systems. We identify and characterise achievable retrodictive POVMs in common optomechanical operating modes with resonant or off-resonant driving fields and specific choices of local oscillator frequencies in homodyne detection. In particular, we demonstrate the possibility of a near-ideal measurement of the quadrature of the mechanical oscillator, giving direct access to the position or momentum distribution of the oscillator at a given time. This forms the basis for complete quantum state tomography, albeit in a destructive manner.
• Abstract（参考訳）: 測定システムは測定の開始時に、量子状態に関する連続的な測定の記録から、どのような知識を得ることができるか? より一般的な状態予測の逆である量子状態再帰のタスクは、回帰的正の演算子値測度を通じて量子測定理論において厳密かつエレガントに扱われる。 本稿では, 連続時間ホモダイン測定によるガウス量子状態の再現のための実用的定式化と, 光学系への応用について紹介する。 共振・オフ共振駆動方式とホモダイン検出における局所発振周波数の特定により,共振・オフ共振駆動モードにおいて実現可能な回帰性povmを同定し,特徴付ける。 特に,メカニカル・オシレータの四角形をほぼ理想的に測定し,振動子の位置や運動量分布に直接アクセスする可能性を示す。 これは完全な量子状態トモグラフィの基礎を形成するが、破壊的な方法である。

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