論文の概要: Prospects for quantum process tomography at high energies

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.01892v2
• Date: Wed, 23 Apr 2025 17:56:23 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-04-25 00:50:03.67462
• Title: Prospects for quantum process tomography at high energies
• Title（参考訳）: 高エネルギーにおける量子プロセストモグラフィーの展望
• Authors: Clelia Altomonte, Alan J. Barr, Michał Eckstein, Paweł Horodecki, Kazuki Sakurai,
• Abstract要約: 量子情報理論において、開量子系の進化は量子チャネルまたはより一般的には量子機器によって記述される。 我々は、コライダー実験におけるスピンと測定を量子楽器として定式化する。
• 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: In quantum information theory, the evolution of an open quantum system -- a unitary evolution followed by a measurement -- is described by a quantum channel or, more generally, a quantum instrument. In this work, we formulate spin and flavour measurements in collider experiments as quantum instruments. We demonstrate that the Choi matrix, which completely determines input-output transitions, can be both theoretically computed from a given model and experimentally reconstructed from a set of final state measurements (quantum state tomography) using varied input states. The experimental reconstruction of the Choi matrix, known as quantum process tomography, offers a powerful new approach for probing potential extensions of the Standard Model within the quantum field theory framework and, at the same time, constitutes a new foundational test of quantum mechanics itself. As an example, we outline the quantum process tomography approach applied to the $e^+ e^- \to t \bar{t}$ process at a polarized lepton collider.
• Abstract（参考訳）: 量子情報理論において、開量子系の進化(ユニタリな進化に続く測定)は量子チャネルまたはより一般的には量子機器によって記述される。 本研究では、コライダー実験におけるスピンおよびフレーバーの測定を量子機器として定式化する。 入力-出力遷移を完全に決定するChoi行列は、与えられたモデルから理論的に計算し、様々な入力状態を用いて最終的な状態測定(量子状態トモグラフィ)のセットから実験的に再構成できることを示した。 量子プロセストモグラフィ(quantum process tomography)として知られるChoi行列の実験的再構成は、量子場理論フレームワーク内で標準モデルの潜在的な拡張を探索するための強力な新しいアプローチを提供し、同時に、量子力学自体の新たな基礎的なテストを構成する。 例えば、分極レプトンコライダーにおける$e^+ e^- \to t \bar{t}$プロセスに適用される量子プロセストモグラフィーのアプローチについて概説する。

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