論文の概要: When the Weak Becomes Strong: Effective Observables via Time-Symmetric Quantum Selection

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.09716v1
• Date: Sun, 13 Jul 2025 17:25:45 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-07-15 18:48:23.86356
• Title: When the Weak Becomes Strong: Effective Observables via Time-Symmetric Quantum Selection
• Title（参考訳）: 弱さが強いとき: タイムシメメトリック量子選択による有効観測可能値
• Authors: Mirco A. Mannucci,
• Abstract要約: 時間対称量子力学の枠組みにおける弱値の逐次合成について検討する。 これら2つの弱い値の積は、強い状態条件の観測可能値の正規化期待値に対応していることを示す。 本稿では、量子コンピューティングにおける状態固有のエラー目撃を含む、量子情報における実践的な応用について説明する。
• 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 investigate the sequential composition of weak values in the framework of time-symmetric quantum mechanics. Specifically, we consider a forward'' weak measurement from a preselected state $\ket{\psi}$ to a post-selected state $\ket{\phi}$, followed by a reverse'' weak measurement. We show that the product of these two weak values corresponds to the normalized expectation value of a strong, state-conditioned observable $B = A P_\psi A$, where $P_\psi = \ket{\psi}\bra{\psi}$ is the projector onto the preselected state. Analyzing the structure of $B$, we demonstrate how it encodes interference information, particularly when $\ket{\psi}$ is a superposition rather than an eigenstate of $A$. This formulation extends naturally to mixed states by replacing $P_\psi$ with a generic density matrix $\rho$, linking the construction to the formalism of generalized quantum measurements. We illustrate practical applications in quantum information, including state-specific error witnessing in quantum computing, and show how the phase of a weak value can be inferred via strong measurements in the pure-state case.
• Abstract（参考訳）: 時間対称量子力学の枠組みにおける弱値の逐次合成について検討する。 具体的には、フォワードの弱い測定は、予備選択された状態 $\ket{\psi}$ からポスト選択された状態 $\ket{\phi}$ まで考慮し、その後に逆'の弱い測定が続く。 これら2つの弱い値の積は、強い状態条件の観測可能な$B = A P_\psi A$ の正規化期待値に対応しており、$P_\psi = \ket{\psi}\bra{\psi}$ は、選択された状態へのプロジェクターであることを示す。 B$の構造を分析し、特に$\ket{\psi}$が$A$の固有状態ではなく重ね合わせである場合、どのように干渉情報を符号化するかを示す。 この定式化は、$P_\psi$ を一般密度行列 $\rho$ に置き換え、構成を一般化された量子測定の形式主義にリンクすることで自然に混合状態に拡張する。 量子コンピューティングにおける状態特異なエラー目撃を含む量子情報への実践的応用を概説し、純状態の場合において弱い値の位相が強い測定によってどのように推測されるかを示す。

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