論文の概要: Homodyne Measurement of a Non-Hermitian Qubit Undergoing Fluorescence

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.13345v1
• Date: Wed, 15 Oct 2025 09:30:43 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-10-16 20:13:28.59849
• Title: Homodyne Measurement of a Non-Hermitian Qubit Undergoing Fluorescence
• Title（参考訳）: 蛍光下での非エルミタンクビットのホモジン測定
• Authors: Roson Nongthombam, Amarendra K. Sarma,
• Abstract要約: 3レベルシステムのポストセレクションによる2レベル非エルミート量子ビットの実装が実証されている。 ポストセレクションによって導入された崩壊と測定バックアクションの相互作用を分析する。 この結果は、測定バックアクションと非エルミート力学が共に開量子系の過渡的な挙動を形成する方法に関する洞察を与える。
• 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: Implementation of a two-level non-Hermitian qubit via postselection of a three-level system has been demonstrated. The postselection procedure, which discards quantum jump to the ground-state manifold while retaining excitations in the first and second excited-state manifolds, effectively generates a non-Hermitian qubit exhibiting PT symmetry. In this work, we perform continuous homodyne mea- surement of this non-Hermitian qubit and analyze the interplay between decay introduced by posts- election and measurement backaction. We compare the ensemble-averaged dynamics obtained from measurement trajectories with the the Liouvillian average. We formulate the no-jump stochastic differential equation describing the postselected non-Hermitian qubit and show that its ensemble- averaged dynamics agree with those of the jump-updated postselected evolution at drive strengths far from the Liouvillian exceptional point (EP). The degree of deviation near the EP depends sensitively on the nature of the drive. This discrepancy is attributed to the interplay between measurement backaction and the non-Hermitian decay introduced by postselection. Furthermore, we determine the optimal path of the non-Hermitian qubit by extremizing the action within the path-integral formulation of the quantum trajectory framework Our results provide insights into how measurement backaction and non-Hermitian dynamics together shape the transient behavior of open quantum systems and enable controlled manipulation of qubits near exceptional points.
• Abstract（参考訳）: 3レベルシステムのポストセレクションによる2レベル非エルミート量子ビットの実装が実証されている。 第1および第2励起状態多様体の励起を保持しながら基底状態多様体への量子ジャンプを破棄するポストセレクション手順は、PT対称性を示す非エルミート量子ビットを効果的に生成する。 本研究では、この非エルミート量子ビットの連続ホモダイン平均値の確認を行い、ポスト選挙と測定バックアクションによって導入された崩壊の間の相互作用を解析する。 測定軌道から得られたアンサンブル平均動力学とリウヴィリア平均値を比較した。 我々は、ポストセレクトされた非エルミート量子ビットを記述するノージャンプ確率微分方程式を定式化し、そのアンサンブル平均化力学は、リウヴィリアの例外点(EP)から遠く離れた駆動強度でジャンプアップされたポストセレクトされた進化の方程式と一致することを示す。 EP近傍での偏差の程度はドライブの性質に敏感に依存する。 この相違は、測定バックアクションとポストセレクションによって導入された非エルミート崩壊の間の相互作用に起因する。 さらに、量子軌道の経路積分的定式化の中での作用を最大化することにより、非エルミート量子ビットの最適経路を決定する。

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