論文の概要: Experimental test of the Jarzynski equality in a single spin-1 system
using high-fidelity single-shot readouts
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2310.16265v1
- Date: Wed, 25 Oct 2023 00:39:13 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-10-26 17:27:36.158049
- Title: Experimental test of the Jarzynski equality in a single spin-1 system
using high-fidelity single-shot readouts
- Title（参考訳）: 高忠実度単発読み出しを用いた単一スピン-1系におけるjarzynski等式の実験的検討
- Authors: Wenquan Liu, Zhibo Niu, Wei Cheng, Xin Li, Chang-Kui Duan, Zhangqi
Yin, Xing Rong, Jiangfeng Du
- Abstract要約: ジャジンスキーの等式は量子熱力学において重要な役割を果たす。
高次元量子系における物理過程の分布を直接測定してJEの厳密な試験は、まだ解明されていない。
本稿では,1本のスピン-1系におけるJEの実験実験について報告する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 11.854397944696288
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The Jarzynski equality (JE), which connects the equilibrium free energy with
non-equilibrium work statistics, plays a crucial role in quantum
thermodynamics. Although practical quantum systems are usually multi-level
systems, most tests of the JE were executed in two-level systems. A rigorous
test of the JE by directly measuring the work distribution of a physical
process in a high-dimensional quantum system remains elusive. Here, we report
an experimental test of the JE in a single spin-1 system. We realized
nondemolition projective measurement of this three-level system via cascading
high-fidelity single-shot readouts and directly measured the work distribution
utilizing the two-point measurement protocol. The validity of the JE was
verified from the non-adiabatic to adiabatic zone and under different effective
temperatures. Our work puts the JE on a solid experimental foundation and makes
the NV center system a mature toolbox to perform advanced experiments of
stochastic quantum thermodynamics.
- Abstract（参考訳）: 平衡自由エネルギーと非平衡労働統計を結びつけるJE(Jarzynski equality)は、量子熱力学において重要な役割を果たす。
実用量子系は通常マルチレベルシステムであるが、JEのほとんどのテストは2レベルシステムで実行された。
高次元量子システムにおける物理過程の作業分布を直接測定するjeの厳密なテストは、いまだに解明されていない。
本稿では,単一のスピン-1系におけるJEの実験実験について報告する。
我々は,高忠実度シングルショット読み出しをカスケードすることで,この3レベルシステムの非破壊射影測定を実現し,この2点測定プロトコルを用いて作業分布を直接測定した。
JEの有効性は非断熱帯から断熱帯まで, それぞれ異なる有効温度で検証された。
私たちの研究はjeをしっかりとした実験基盤とし、nvセンターシステムを確率的量子熱力学の高度な実験を行うための成熟したツールボックスにしています。
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