論文の概要: Quantum Incompatibility in Parallel vs Antiparallel Spins

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.04723v1
• Date: Mon, 07 Apr 2025 04:25:44 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-04-08 14:10:43.972054
• Title: Quantum Incompatibility in Parallel vs Antiparallel Spins
• Title（参考訳）: 平行スピンと反平行スピンの量子不整合性
• Authors: Ram Krishna Patra, Kunika Agarwal, Biswajit Paul, Snehasish Roy Chowdhury, Sahil Gopalkrishna Naik, Manik Banik,
• Abstract要約: 並列構成では2つの系が同一に準備されるのに対し、反並列構成では各系はスピンフリップされた系とペアリングされる。 反並列構成により、3つの相互スピン成分の正確な同時予測が可能であることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: We investigate the joint measurability of incompatible quantum observables on ensembles of parallel and antiparallel spin pairs. In parallel configuration, two systems are identically prepared, whereas in antiparallel configuration each system is paired with its spin-flipped counterpart. We demonstrate that the antiparallel configuration enables exact simultaneous prediction of three mutually orthogonal spin components -- an advantage unattainable in the parallel case. As we show, this enhanced measurement compatibility in antiparallel configuration is better explained within the framework of generalized probabilistic theories, which allow a broader class of composite structures while preserving quantum descriptions at the subsystem level. Furthermore, this approach extends the study of measurement incompatibility to more general configurations beyond just the parallel and antiparallel cases, providing deeper insights into the boundary between physical and unphysical quantum state evolutions. To this end, we discuss how the enhanced measurement compatibility in antiparallel configuration can be observed on a finite ensemble of qubit states, paving the way for an experimental demonstration of this advantage.
• Abstract（参考訳）: 並列スピン対と反平行スピン対のアンサンブル上での不整合量子オブザーバブルの結合測定性について検討する。 並列構成では2つの系が同一に準備されるのに対し、反並列構成では各系はスピンフリップされた系とペアリングされる。 反平行配置は、3つの相互直交スピン成分の正確な同時予測を可能にすることを実証する。 このように、反並列構成におけるこの拡張された測定互換性は、一般化確率論の枠組みの中でよりよく説明され、サブシステムレベルで量子記述を保存しながら、より広範な合成構造のクラスを可能にする。 さらに、このアプローチは、測定の不整合性の研究を、単に平行なケースや反平行なケースを超えて、より一般的な構成に拡張し、物理状態と非物理的量子状態の進化の境界について深い洞察を与える。 そこで本研究では, 量子ビット状態の有限アンサンブル上で, 反並列構成における測定整合性の向上を観測し, この利点を実験的に実証する方法について検討する。

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