論文の概要: Time-of-Flow Distributions in Discrete Quantum Systems: From Operational Protocols to Quantum Speed Limits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.09571v2
• Date: Fri, 25 Jul 2025 15:43:39 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-07-28 14:14:27.029881
• Title: Time-of-Flow Distributions in Discrete Quantum Systems: From Operational Protocols to Quantum Speed Limits
• Title（参考訳）: 離散量子系における流れの時間分布:演算プロトコルから量子速度限界へ
• Authors: Mathieu Beau,
• Abstract要約: 本稿では,離散量子系における遷移タイミングを時間流(TF)分布を用いて定量化する枠組みを提案する。 本フレームワークは,時間依存ハミルトニアンの最適化,ショートカット・ツー・アディバティティティプロトコルの解析,およびクローズドおよびオープンな量子システムに対する遷移ベースの量子速度制限(TF-QSL)を導出する。
• 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: We propose a general and experimentally accessible framework to quantify transition timing in discrete quantum systems via the time-of-flow (TF) distribution. Defined from the rate of population change in a target state, the TF distribution can be reconstructed through repeated projective measurements at discrete times on independently prepared systems, thus avoiding Zeno inhibition. In monotonic regimes, it admits a clear interpretation as a time-of-arrival (TOA) or time-of-departure (TOD) distribution. We apply this approach to optimize time-dependent Hamiltonians, analyze shortcut-to-adiabaticity (STA) protocols, and derive a transition-based quantum speed limit (TF-QSL) for both closed and open quantum systems. We also establish a lower bound on temporal uncertainty and examine decoherence effects, demonstrating the versatility of the TF framework for quantum control and diagnostics. This method provides both a conceptual tool and an experimental protocol for probing and engineering quantum dynamics in discrete-state platforms.
• Abstract（参考訳）: 本稿では,離散量子系の遷移タイミングを時間流(TF)分布を用いて定量化するフレームワークを提案する。 対象状態の個体数変化率から定義したTF分布は, 個別に調製したシステムにおいて, 離散的に繰り返し投影された計測によって再構成可能であり, ゼノ阻害を回避することができる。 モノトニックな体制では、それは明らかに、到着時刻(TOA)または出発時刻(TOD)の分布として解釈される。 本稿では,時間依存型ハミルトニアンの最適化,ショートカット・トゥ・アディバチティ(STA)プロトコルの解析,およびクローズドおよびオープンな量子システムに対する遷移型量子速度制限(TF-QSL)を導出する。 また、時間的不確実性の低い境界を確立し、デコヒーレンス効果を検証し、量子制御と診断のためのTFフレームワークの汎用性を実証する。 この方法は、離散状態プラットフォームにおける量子力学の探索と工学のための概念的ツールと実験的プロトコルの両方を提供する。

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