論文の概要: Direct Characteristic-Function Tomography of the Quantum States of
Quantum Fields
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2310.13530v1
- Date: Fri, 20 Oct 2023 14:15:14 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-10-23 22:33:01.413535
- Title: Direct Characteristic-Function Tomography of the Quantum States of
Quantum Fields
- Title（参考訳）: 量子場の量子状態の直接特性ファンクショントモグラフィ
- Authors: Zehua Tian, Jiliang Jing, and Jiangfeng Du
- Abstract要約: 本稿では,量子場の量子状態の対称特性関数を直接読み出す手法を提案する。
この戦略は、相対論的量子情報応用のための量子場の制御を理解し最適化する上で不可欠なものである。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.145146101802871
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Herein, we propose a novel strategy for implementing a direct readout of the
symmetric characteristic function of the quantum states of quantum fields
without the involvement of idealized measurements, an aspect that has always
been deemed ill-defined in quantum field theory. This proposed scheme relies on
the quantum control and measurements of an auxiliary qubit locally coupled to
the quantum fields. By mapping the expectation values of both the real and
imaginary parts of the field displacement operator to the qubit states, the
qubit's readout provides complete information regarding the symmetric
characteristic function. We characterize our technique by applying it to the
Kubo-Martin-Schwinger (thermal) and squeezed states of a quantum scalar field.
In addition, we have discussed general applications of this approach to
analogue-gravity systems, such as Bose-Einstein condensates, within the scope
of state-of-the-art experimental capabilities. This proposed strategy may serve
as an essential in understanding and optimizing the control of quantum fields
for relativistic quantum information applications, particularly in exploring
the interplay between gravity and quantum, for example, the relation to
locality, causality, and information.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,量子場の量子状態の対称特性関数の直接読み出しを理想化計測の関与なしに行うための新しい手法を提案する。
提案手法は量子場に局所的に結合した補助量子ビットの量子制御と測定に依存する。
場の変位演算子の実部と虚部の両方の期待値を量子ビット状態にマッピングすることで、量子ビットの読み出しは対称特性関数に関する完全な情報を提供する。
量子スカラー場のKubo-Martin-Schwinger(熱)および圧縮状態に適用することにより,本手法の特徴付けを行う。
さらに, ボース・アインシュタイン凝縮系などの類似重力系に対するこのアプローチの一般応用を, 最先端実験能力の範囲内で議論した。
この戦略は、相対論的量子情報応用のための量子場の制御の理解と最適化に必須であり、特に重力と量子の相互作用、例えば局所性、因果性、情報との関係を探求する上で必須である。
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