論文の概要: On the Origin of Force Sensitivity in Delocalised Mechanical Systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2311.04745v1
- Date: Wed, 8 Nov 2023 15:14:50 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-11-09 15:37:45.815449
- Title: On the Origin of Force Sensitivity in Delocalised Mechanical Systems
- Title（参考訳）: 非局在力学系における力感度の起源について
- Authors: Julen S. Pedernales and Martin B. Plenio
- Abstract要約: 機械系の外部力に対する感度と、それらが準備されている量子状態の性質との関係について検討する。
空間において等しく非局在化されている場合、一般に考慮される2つの構成が同じ速度で絡み合わされることが示される。
位相空間の記述と力感度と絡み合いの確立された関係は、これらの2つの配置の等価性がなぜ成立するかという複雑さに光を当てる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.0878040851638
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The detection of the quantum nature of gravity in the low-energy limit hinges
on achieving an unprecedented degree of force sensitivity with mechanical
systems. Against this background, we explore the relationship between the
sensitivity of mechanical systems to external forces and the properties of the
quantum states they are prepared in. We establish that the main determinant of
the force sensitivity in pure quantum states is their spatial delocalisation
and we link the force sensitivity to the rate at which two mechanical systems
become entangled under a quantum force. We exemplify this at the hand of two
commonly considered configurations. One that involves gravitationally
interacting objects prepared in non-Gaussian states such as Schr\"odinger-cat
states, where the generation of entanglement is typically ascribed to the
accumulation of a dynamical phase between components in superposition. The
other prepares particles in Gaussian states that are strongly squeezed in
momentum and delocalised in position where entanglement generation is
attributed to accelerations. We offer a unified description of these two
arrangements using the phase-space representation and link their entangling
rate to their force sensitivity, showing that both configurations get entangled
at the same rate provided that they are equally delocalised in space. Our
description in phase space and the established relation between force
sensitivity and entanglement sheds light on the intricacies of why the
equivalence between these two configurations holds, something that is not
always evident in the literature, due to the distinct physical and analytical
methods employed to study each of them. Notably, we demonstrate that while the
conventional computation of entanglement via the dynamical phase remains
accurate for Schr\"odinger-cat states, it yields erroneous estimations for
systems in squeezed cat states.
- Abstract（参考訳）: 低エネルギー限界ヒンジにおける重力の量子的性質の検出は、機械システムによる前例のない力の感度を達成する上で重要である。
この背景に対して, 機械システムの外部力に対する感受性と, それらの量子状態の性質との関係を考察する。
純粋な量子状態における力の感度の主要な決定要因は、その空間的非局在化であり、2つの力学系が量子力の下で絡み合う速度に力の感度を結びつける。
一般的に考慮されている2つの構成でこれを例示します。
Schr\"odinger-cat 状態のような非ガウス状態に準備された物体と重力的に相互作用する物体は、通常は重畳中の成分間の動的位相の蓄積によって引き起こされる。
他方は、運動量で強く圧迫され、エンタングルメント生成が加速に起因する位置で非局在化されたガウス状態の粒子を準備する。
位相空間表現を用いてこれら2つの配置を統一的に記述し、それらの絡み合い速度と力感度を関連付けることにより、両者の配置が同じ速度で絡み合っていることを示す。
位相空間における記述と、力の感度と絡み合いの関係は、これらの2つの構成間の同値性がなぜ持つのかという複雑さに光を当てている。
特に, 従来の動的位相による絡み合いの計算は, Schr\"odinger-cat 状態では精度が低いが, キャットを絞った状態の系では誤推定が生じることを示した。
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