論文の概要: An Improved Bound on Nonlinear Quantum Mechanics using a Cryogenic Radio Frequency Experiment

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.09611v1
• Date: Thu, 14 Nov 2024 17:31:33 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-11-15 15:23:24.897808
• Title: An Improved Bound on Nonlinear Quantum Mechanics using a Cryogenic Radio Frequency Experiment
• Title（参考訳）: 極低温電波周波数実験による非線形量子力学のバウンド改善
• Authors: Oleksandr Melnychuk, Bianca Giaccone, Nicholas Bornman, Raphael Cervantes, Anna Grassellino, Roni Harnik, David E. Kaplan, Geev Nahal, Roman Pilipenko, Sam Posen, Surjeet Rajendran, Alexander O. Sushkov,
• Abstract要約: 電磁非線形性パラメータ $|epsilon| lessapprox 1.15 × 10-12$ を 90.0% の信頼度で設定した。 これはこれまでの非線形量子力学において最も厳密な極限であり、以前の実験限界よりも50倍近く改善されている。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 41.48817643709061
• License:
• Abstract: There are strong arguments that quantum mechanics may be nonlinear in its dynamics. A discovery of nonlinearity would hint at a novel understanding of the interplay between gravity and quantum field theory, for example. As such, experiments searching for potential nonlinear effects in the electromagnetic sector are important. Here we outline such an experiment, consisting of a stream of random bits (which were generated using Rigetti's Aspen-M-3 chip) as input to an RF signal generator coupled to a cryogenic detector. Projective measurements of the qubit state, which is originally prepared in an equal superposition, serve as the random binary output of a signal generator. Thereafter, spectral analysis of the RF detector would yield a detectable excess signal predicted to arise from such a nonlinear effect. A comparison between the projective measurements of the quantum bits vs the classical baseline showed no power excess. This sets a new limit on the electromagnetic nonlinearity parameter $|\epsilon| \lessapprox 1.15 \times 10^{-12}$, at a 90.0% confidence level. This is the most stringent limit on nonlinear quantum mechanics thus far and an improvement by nearly a factor of 50 over the previous experimental limit.
• Abstract（参考訳）: 量子力学はその力学において非線形であるかもしれないという強い議論がある。 非線形性の発見は、例えば重力と場の量子論の間の相互作用の新たな理解を示唆する。 そのため、電磁セクターにおける潜在的な非線形効果を求める実験が重要である。 本稿では、低温検出器に結合したRF信号発生器への入力として、ランダムビット(リゲッティのAspen-M-3チップを用いて生成された)のストリームからなる実験の概要を示す。 元々同じ重ね合わせで準備されたキュービット状態の射影的測定は、信号発生器のランダムバイナリ出力として機能する。 その後、RF検出器のスペクトル分析により、そのような非線形効果から発生すると予測される検出可能な余剰信号が得られる。 量子ビットの射影測定と古典的ベースラインの比較では、余剰電力は示さなかった。 これにより、電磁非線形性パラメータ $|\epsilon| \lessapprox 1.15 \times 10^{-12}$ に 90.0% の信頼度で新しい極限を設定する。 これはこれまでの非線形量子力学において最も厳密な極限であり、以前の実験限界よりも50倍近く改善されている。

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