論文の概要: Preparation of cat states in many-body eigenbasis via non-local measurement

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.00199v1
• Date: Mon, 30 Jun 2025 19:08:06 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-07-03 14:22:58.648838
• Title: Preparation of cat states in many-body eigenbasis via non-local measurement
• Title（参考訳）: 非局所測定による多体固有基底における猫状態の調製
• Authors: Ruoyu Yin, Hongzheng Zhao,
• Abstract要約: 非局所的な測定により、与えられた多体Fock状態を正確に除去し、周期的に多体進化を中断することを提案する。 状態多様体が除去を生き残ることを示し、系をフィルタリングし、長い時間でこの多様体内でコヒーレントな重ね合わせを生成することができる。 我々の研究は、現在の量子シミュレータで利用可能なツールを用いた非局所的な測定を通して、量子状態の準備に関する新たな洞察を提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Engineered dissipation offers a promising route to prepare correlated quantum many-body states that are otherwise difficult to access using purely unitary protocols. However, creating superpositions of multiple many-body eigenstates with tunable properties remains a major challenge. We propose to periodically interrupt the many-body evolution by precisely removing a given many-body Fock state through a non-local post-selected measurement protocol. Upon tuning the measurement period, we show that a dark state manifold survives the removal, allowing us to filter the system and generate a coherent superposition within this manifold at long times. As a testbed, we study a non-integrable spin-1 XY chain featuring a solvable family of eigenstates that can differ macroscopically in quasi-particle excitations. Our protocol generates tunable superpositions of these eigenstates, including the spin-1 Greenberger-Horne-Zeilinger state and a generalized variant with tunable spatiotemporal order. Under perturbations, the system exhibits an exceptionally long-lived metastable regime where the engineered superpositions remain robust. Our work provides new insight into quantum state preparation via non-local measurements using tools available in current quantum simulators.
• Abstract（参考訳）: エンジニアによる散逸は、純粋にユニタリなプロトコルを使用してアクセスするのが困難である相関した量子多体状態を作成するための有望な経路を提供する。 しかし、チューニング可能な性質を持つ複数の多体固有状態の重ね合わせを作成することは大きな課題である。 非局所的なポストセレクト計測プロトコルを用いて、与えられた多体Fock状態を正確に除去することで、多体進化を周期的に中断することを提案する。 測定周期をチューニングすると、ダークステート多様体が除去を継続し、システムをフィルタリングし、長い時間でこの多様体内でコヒーレントな重ね合わせを生成することができることを示す。 テストベッドとして、準粒子励起においてマクロ的に異なる解離可能な固有状態の族を特徴とする非可積分スピン-1 XY鎖について検討した。 我々のプロトコルはこれらの固有状態のチューナブルな重ね合わせを生成し、スピン-1グリーンベルガー・ホルン・ザイリンガー状態と、チューナブルな時空間順序を持つ一般化された変種を含む。 摂動下では、システムは、エンジニアリングされた重ね合わせが頑丈な、非常に長寿命な準安定な状態を示す。 我々の研究は、現在の量子シミュレータで利用可能なツールを用いた非局所的な測定を通して、量子状態の準備に関する新たな洞察を提供する。

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