論文の概要: Experimental measurement of quantum-first-passage-time distributions

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.21790v1
• Date: Fri, 29 Aug 2025 17:09:45 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-09-01 19:45:11.128546
• Title: Experimental measurement of quantum-first-passage-time distributions
• Title（参考訳）: 量子ファーストパス時間分布の実験的測定
• Authors: Joseph M. Ryan, Simon Gorbaty, Thomas J. Kessler, Mitchell G. Peaks, Stephen W. Teitsworth, Crystal Noel,
• Abstract要約: QFPTD(Quantum First-Passage-Time Distributions)は、基礎物理学と新興量子技術の発展に深く影響している。 我々は、捕捉されたイオンの運動状態の波長可変な分光射影測定を行うための、新しい複合位相レーザーパルスシーケンスを開発した。 電界雑音に結合した場合のイオンエネルギーのQFPTDを測定し、古典的なイオンエネルギーとの明確な接続を確立する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.05597620745943382
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Classical First-Passage-Time Distributions (FPTDs) have been extensively studied both theoretically and experimentally. Their quantum counterparts, Quantum First-Passage-Time Distributions (QFPTDs), remain largely unexplored and have deep implications for both fundamental physics and the development of emerging quantum technologies. We measure the first QFPTDs using a motional mode of a single trapped ion. We develop a novel composite-phase laser pulse sequence to perform tunable stroboscopic projective measurements of the motional state of a trapped ion. We measure QFPTDs of the ion energy when coupled to electric-field noise and establish a clear connection with its classical counterpart. The measurement protocol developed here is broadly applicable to other quantum systems and provides a powerful method for exploring a broad range of QFPTD phenomena. With these results we open a new field of experimental investigations of QFPT processes with potential future relevance to quantum search algorithms, unraveling connections between classical and quantum dynamics, and study of the quantum measurement problem.
• Abstract（参考訳）: FPTD (Classical First-Passage-Time Distributions) は理論的にも実験的にも広く研究されている。 量子ファースト・パッサージ時間分布(Quantum First-Passage-Time Distributions, QFPTDs)は、基礎物理学と新興量子技術の発展に深く影響している。 単一イオンの運動モードを用いたQFPTDの測定を行った。 我々は、捕捉されたイオンの運動状態の波長可変な分光射影測定を行うための、新しい複合位相レーザーパルスシーケンスを開発した。 電界雑音に結合した場合のイオンエネルギーのQFPTDを測定し、古典的なイオンエネルギーとの明確な接続を確立する。 ここで開発された測定プロトコルは、他の量子系にも広く適用でき、幅広いQFPTD現象を探索するための強力な方法を提供する。 これらの結果により、量子探索アルゴリズムと将来的な関係を持つQFPTプロセスの新たな実験分野、古典力学と量子力学の相互関係の解明、量子測定問題の研究が開かれた。

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