論文の概要: Experimental demonstration of enhanced violations of Leggett-Garg
inequalities in a $\mathcal{PT}$-symmetric trapped-ion qubit
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2309.06713v1
- Date: Wed, 13 Sep 2023 04:18:35 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-09-14 15:32:41.774382
- Title: Experimental demonstration of enhanced violations of Leggett-Garg
inequalities in a $\mathcal{PT}$-symmetric trapped-ion qubit
- Title（参考訳）: $\mathcal{PT}$-symmetric trapped-ion qubitにおけるLeggett-Garg不等式強化の実証
- Authors: Pengfei Lu, Xinxin Rao, Teng Liu, Yang Liu, Ji Bian, Feng Zhu and Le
Luo
- Abstract要約: Leggett-Garg inequality (LGI) は量子系と古典系を区別する境界を定めている。
本研究では,パリティ時間(mathcalPT$)対称遮断イオン量子ビット系におけるLGIの実験的違反を実証する。
これにより、散逸を利用して量子相関や絡み合いを変調する潜在的な経路が開かれる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 11.451848022841624
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The Leggett-Garg inequality (LGI) places a bound for the distinction between
quantum systems and classical systems. Despite that the tests of temporal
quantum correlations on LGIs have been studied in Hermitian realm, there are
still unknowns for LGIs in non-Hermitian conditions due to the interplay
between dissipation and coherence. For example, a theoretical hypothesis to be
experimentally validated, suggests that within non-Hermitian systems, the
non-unitary evolution of the system dynamics allows the boundaries of the LGIs
to surpass the constraints imposed by traditional quantum mechanics. Here, we
demonstrate the experimental violation of LGIs in a parity-time
($\mathcal{PT}$)-symmetric trapped-ion qubit system by measuring the temporal
correlation of the evolving states at different times. We find that the upper
bounds of the three-time parameter $K_3$ and the four-time parameter $K_4$ show
enhanced violations with the increasing dissipation, and can reach the upper
limit by infinitely approaching exceptional point. We also observe the distinct
behavior of the lower bounds for $K_3$ and $K_4$. While the lower bound for
$K_3$ remains constant, the case for $K_4$ shows an upward trend with
increasing dissipation. These results reveal a pronounced dependence of the
system's temporal quantum correlations on its dissipation to the environment.
This opens up a potential pathway for harnessing dissipation to modulate
quantum correlations and entanglement.
- Abstract（参考訳）: Leggett-Garg不等式(LGI)は量子系と古典系を区別するための境界を定めている。
LGIの時間的量子相関の試験はエルミート領域で研究されているが、散逸とコヒーレンスの間の相互作用により、非エルミート条件下でのLGIについてはまだ不明である。
例えば、実験的に検証すべき理論仮説は、非エルミート系において、系力学の非単位進化は、LGIの境界が従来の量子力学によって課される制約を超えることを示唆している。
ここでは、進化状態の時間的相関を異なる時間で測定することにより、パリティ時間($\mathcal{PT}$)対称セプトイオン量子ビット系におけるLGIの実験的違反を実証する。
3時間パラメータの$K_3$と4時間パラメータの$K_4$の上限は、消散量の増加に強い違反を示し、例外点に無限に近づくことで上限に達することができる。
また、$K_3$ と $K_4$ の下位境界の異なる挙動も観察する。
k_3$ の下限は一定だが、$k_4$ の場合、散逸の増加とともに上昇傾向を示す。
これらの結果から,システムの時間的量子相関は環境への散逸に依存することが明らかとなった。
これにより、散逸を利用して量子相関や絡み合いを変調する潜在的な経路が開かれる。
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