論文の概要: A Test of Empty Wave via Quantum Memory in a Weak Measurement Scheme
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.13383v1
- Date: Fri, 20 Sep 2024 10:33:58 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-11-07 07:28:56.406914
- Title: A Test of Empty Wave via Quantum Memory in a Weak Measurement Scheme
- Title（参考訳）: 弱測定方式における量子メモリによるエンプティ波の試行
- Authors: Jian-Peng Dou, Feng Lu, Hao Tang, Xiao-Wen Shang, Xian-Min Jin,
- Abstract要約: 量子力学では、1つの光子が1つのスリットのみを通過し、その波動関数は空の「波」と完全な「波」に分裂する。
ここでは、量子メモリと弱い測定を組み合わせた新しい実験構成を提案し、空波の性質について検討する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 11.496885002148485
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: In quantum mechanics, a long-standing question remains: How does a single photon traverse double slits? One intuitive picture suggests that the photon passes through only one slit, while its wavefunction splits into an ``empty" wave and a ``full" wave. However, the reality of this empty wave is yet to be verified. Here, we present a novel experimental configuration that combines quantum memory and weak measurement to investigate the nature of the empty wave. A single atomic excitation is probabilistically split between free space and a quantum memory, analogous to the two paths in a double-slit experiment. The quantum memory serves as a path detector, where single-photon Raman scattering is enhanced due to the presence of a stored spin wave, without collapsing the quantum state. This enhancement is recorded as classical information, and the spin wave stored in the quantum memory is retrieved twice, with an interference visibility of 79%. Unlike conventional weak measurement schemes, where weak values are detected during post-selection, our approach converts the weak value into classical information before interference takes place. Our results demonstrate the potential of quantum memory as a measurement device that preserves coherence while extracting partial information, offering new insights into quantum measurement.
- Abstract（参考訳）: 量子力学では、長年の疑問が残る: 単一の光子が二重スリットをどう横切るのか?
1つの直感的な図は、光子は1つのスリットのみを通過し、その波動関数は「空」波と「フル」波に分裂することを示している。
しかし、この空の波の現実はまだ確認されていない。
本稿では、量子メモリと弱い測定を組み合わせた新しい実験構成を提案し、空波の性質について検討する。
単一の原子励起は、二重スリット実験において2つの経路に類似した自由空間と量子メモリの間に確率的に分割される。
量子メモリは、量子状態が崩壊することなく、保存されたスピン波の存在により単一光子ラマン散乱が増強される経路検出器として機能する。
この拡張は古典的な情報として記録され、量子メモリに格納されたスピン波は2回検索され、干渉可視性は79%である。
選択後において弱い値が検出される従来の弱い測定方式とは異なり、干渉が起こる前に弱い値を古典的な情報に変換する。
量子メモリは,部分的な情報を抽出しながらコヒーレンスを保ち,量子計測に新たな洞察を与える計測装置としての可能性を示す。
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