論文の概要: Counterfactuality, back-action, and information gain in multi-path interferometers

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2404.16477v1
• Date: Thu, 25 Apr 2024 10:03:04 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-04-26 14:09:25.163581
• Title: Counterfactuality, back-action, and information gain in multi-path interferometers
• Title（参考訳）: マルチパス干渉計における対効果, バックアクション, 情報ゲイン
• Authors: Jonte R. Hance, Tomonori Matsushita, Holger F. Hofmann,
• Abstract要約: 古典的対物プロトコルに対する量子対物プロトコルの利点を同定する。 パスと出力ポートの間の負のKirkwood-Dirac項は、そのパスに吸収体を挿入することがフォーカス効果を持つことを示している。 量子対物効果の大きさは、吸収された粒子の単純な除去によって説明できないことを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The presence of an absorber in one of the paths of an interferometer changes the output statistics of that interferometer in a fundamental manner. Since the individual quantum particles detected at any of the outputs of the interferometer have not been absorbed, any non-trivial effect of the absorber on the distribution of these particles over these paths is a counterfactual effect. Here, we quantify counterfactual effects by evaluating the information about the presence or absence of the absorber obtained from the output statistics, distinguishing between classical and quantum counterfactual effects. We identify the counterfactual gain which quantifies the advantage of quantum counterfactual protocols over classical counterfactual protocols, and show that this counterfactual gain can be separated into two terms: a semi-classical term related to the amplitude blocked by the absorber, and a Kirkwood-Dirac quasiprobability assigning a joint probability to the blocked path and the output port. A negative Kirkwood-Dirac term between a path and an output port indicates that inserting the absorber into that path will have a focussing effect, increasing the probability of particles arriving at that output port, resulting in a significant enhancement of the counterfactual gain. We show that the magnitude of quantum counterfactual effects cannot be explained by a simple removal of the absorbed particles, but originates instead from a well-defined back-action effect caused by the presence of the absorber in one path, on particles in other paths.
• Abstract（参考訳）: 干渉計の経路の1つにおける吸収体の存在は、その干渉計の出力統計を根本的な方法で変化させる。 干渉計の出力で検出された個々の量子粒子は吸収されていないため、吸収器によるこれらの粒子の分布に対する非自明な効果は、逆効果である。 ここでは、出力統計から得られた吸収体の存在または欠如に関する情報を評価し、古典的および量子的反事実的効果を区別することによって、反事実的効果を定量化する。 古典的反ファクトプロトコルよりも量子反ファクトプロトコルの利点を定量化する反ファクトゲインを同定し、この反ファクトゲインを、吸収体によってブロックされた振幅に関連する半古典的項と、ブロックされたパスと出力ポートに結合確率を割り当てるカークウッド・ディラック準確率の2つの項に分けることができることを示す。 経路と出力ポートの間の負のカークウッド・ディラック項は、吸収体をその経路に挿入すると、その出力ポートに到達する粒子の確率が増大し、反事実ゲインが著しく増大することを示している。 量子対物効果の大きさは、吸収粒子の単純な除去によって説明できないが、一方の経路における吸収体の存在によって引き起こされるよく定義されたバックアクション効果から導かれる。

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