論文の概要: Regulation of a continuously monitored quantum harmonic oscillator with inefficient detectors
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.15694v1
- Date: Wed, 19 Mar 2025 21:04:44 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-03-21 22:26:49.544935
- Title: Regulation of a continuously monitored quantum harmonic oscillator with inefficient detectors
- Title（参考訳）: 非効率検出器を用いた連続監視量子高調波発振器の制御
- Authors: Ralph Sabbagh, Olga Movilla Miangolarra, Tryphon T. Georgiou,
- Abstract要約: 制御は、発振器の位置と運動量観測器の監視によって引き起こされるバックアクションを介して行われる。
検出器の測定強度の操作は、ターゲットのガウス量子状態の純度を調節する。
この結果から, 量子相関は定常状態における純度を高めることが示唆された。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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- Abstract: We study the control problem of regulating the purity of a quantum harmonic oscillator in a Gaussian state via weak measurements. Specifically, we assume time-invariant Hamiltonian dynamics and that control is exerted via the back-action induced from monitoring the oscillator's position and momentum observables; the manipulation of the detector measurement strengths regulates the purity of the target Gaussian quantum state. After briefly drawing connections between Gaussian quantum dynamics and stochastic control, we focus on the effect of inefficient detectors and derive closed-form expressions for the transient and steady-state dynamics of the state covariance. We highlight the degradation of attainable purity that is due to inefficient detectors, as compared to that dictated by the Robertson-Schr\"odinger uncertainty relation. Our results suggest that quantum correlations can enhance the purity at steady-state. The quantum harmonic oscillator represents a basic system where analytic formulae may provide insights into the role of inefficient measurements in quantum control; the gained insights are pertinent to measurement-based quantum engines and cooling experiments.
- Abstract（参考訳）: ガウス状態における量子調和振動子の純度を弱測定により制御する制御問題について検討する。
具体的には、時間不変ハミルトニアン力学を仮定し、振動子の位置と運動量の観測から誘導されるバックアクションを通じて制御を行う。
ガウス量子力学と確率制御の接続を短時間に描いた後、非効率検出器の効果と状態共分散の過渡的および定常的ダイナミクスに対する閉形式表現の導出に焦点をあてる。
我々は、Robertson-Schr\odingerの不確実性関係によって予測されたものと比較して、非効率な検出器による達成可能な純度の劣化を強調した。
この結果から, 量子相関は定常状態における純度を高めることが示唆された。
量子調和振動子 (quantum harmonic oscillator) は、解析式が量子制御における非効率的な測定の役割に関する洞察を与える基本的なシステムであり、得られた洞察は測定に基づく量子エンジンや冷却実験に関係している。
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