論文の概要: Emergence of irreversible decoherence from unitary dynamics
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.15730v1
- Date: Fri, 17 Oct 2025 15:21:02 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-10-20 20:17:34.677074
- Title: Emergence of irreversible decoherence from unitary dynamics
- Title（参考訳）: ユニタリダイナミクスからの可逆デコヒーレンスの創出
- Authors: Ri-Hua Zheng, Jia-Hao Lü, Fan Wu, Yan Xia, Li-Hua Lin, Zhen-Biao Yang, Shi-Biao Zheng,
- Abstract要約: システム・リザーバ・ダイナミクスがシステム・デコヒーレンスを不可逆的に導く方法を示す。
貯水池の自由度を増やすことで、リバイバル可能な量子コヒーレンスが徐々に崩壊していくことが分かる。
この結果は,量子系の非可逆デコヒーレンスが創発的な現象であることを示している。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.330882224365731
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The decoherence of superpositions of classically distinguishable states (cat states) is crucial for understanding quantum-to-classical transitions and quantum measurements. So far, decoherence processes of mesoscopic cat states have been demonstrated in several experiments. However, the issue of how the unitary system-reservoir dynamics can lead to irreversible system decoherence remains largely unexplored in experiments. Here we experimentally explore this fundamental issue with a circuit quantum electrodynamics device, where a bus microwave resonator storing a photonic cat state is connected to many nonlinear electronic oscillators. Each of these oscillators that are effectively coupled to the bus resonator serves as one degree of freedom of the reservoir. By gradually increasing the number of the reservoir's degrees of freedom, we find that the revivable quantum coherence progressively decays, owing to the growth in the amount of inerasable information about the system's state encoded in the reservoir. Our results illustrate that irreversible decoherence of a quantum system is an emergent phenomenon, arising from the unitary dynamics involving the system and many of the reservoir's degrees of freedom, which is crucial for the reconciliation of quantum mechanics and classical physics.
- Abstract（参考訳）: 古典的に区別可能な状態(キャット状態)の重ね合わせのデコヒーレンスは、量子-古典遷移と量子測定を理解するために重要である。
これまでのところ、メソスコピック猫状態の脱コヒーレンス過程はいくつかの実験で実証されている。
しかし、ユニタリ・システム・リザーバ・ダイナミクスがいかにして不可逆的なシステム・デコヒーレンスをもたらすかという問題は実験においてほとんど未解明のままである。
ここでは、光子猫状態を保持するバスマイクロ波共振器を多くの非線形電子発振器に接続する回路量子電磁力学装置を用いて、この基本的な問題を実験的に検討する。
バス共振器に効果的に結合されたこれらの発振器は、貯水池の一自由度として機能する。
貯水池の自由度を徐々に増やすことで、リバイバル可能な量子コヒーレンスが徐々に崩壊することを発見した。
この結果から, 量子系の非可逆的デコヒーレンス(英語版)は, 量子力学と古典物理学の和解に不可欠である, 系と貯水池の多くの自由度を含むユニタリ力学から生じる創発的な現象であることが示唆された。
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