論文の概要: Quantum non-Gaussian coherences of an oscillating atom
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.09249v1
- Date: Thu, 12 Dec 2024 13:03:10 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-12-13 13:31:57.400349
- Title: Quantum non-Gaussian coherences of an oscillating atom
- Title（参考訳）: 振動する原子の量子非ガウスコヒーレンス
- Authors: A. Kovalenko, L. Lachman, T. Pham, K. Singh, O. Číp, L. Slodička, R. Filip,
- Abstract要約: 基底の最も基本的な二項重ね合わせや高次固有状態でさえ、量子センシング、熱力学、計算に非常に必要である。
古典的およびガウス的状態と演算によって達成される量子コヒーレンスに対する上限を導出する。
機械振動における量子非ガウスコヒーレンスの不明瞭な観察を実験的に実証した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License:
- Abstract: Quantum coherence between energy eigenstates of harmonic oscillators is essential for quantum physics. Even the most elementary binary superpositions of the ground and the higher eigenstate are highly required for quantum sensing, thermodynamics, and computing. We derive upper bounds for quantum coherences achieved by classical and Gaussian states and operations and, subsequently, obtain a hierarchy of the thresholds for the off-diagonal elements necessary to reach genuine quantum non-Gaussian coherences. We experimentally demonstrate unambiguous observation of quantum non-Gaussian coherences in mechanical vibrations of a single calcium ion up to the superposition of zero and six phonons. The analysis of the robustness with respect to pure dephasing in a motional Ramsey experiment demonstrates the feasibility of their storage for up to more than 20 ms for superpositions with a large energy difference of participating number states. The presented observations prove that atomic oscillations go deeply into a diverse area of discrete quantum non-Gaussian coherent phenomena critical for their applications.
- Abstract（参考訳）: 調和振動子のエネルギー固有状態間の量子コヒーレンスは量子物理学に不可欠である。
基底の最も基本的な二項重ね合わせや高次固有状態でさえ、量子センシング、熱力学、計算に非常に必要である。
古典的およびガウス的状態と演算によって達成される量子コヒーレンスの上界を導出し、その後、真の量子非ガウス的コヒーレンスに到達するために必要な非対角的要素のしきい値の階層を得る。
単一カルシウムイオンの機械的振動における量子非ガウスコヒーレンスの不明瞭な観察をゼロと6フォノンの重畳まで実験的に実証した。
運動ラムゼイ実験における純粋なデフォーカスに関するロバスト性の分析は、参加数状態のエネルギー差が大きい重ね合わせに対して最大20msの保存が可能であることを実証している。
以上の結果から、原子振動は離散量子非ガウスコヒーレント現象の様々な領域に深く入り込むことが証明された。
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