論文の概要: Nonclassicality of a Macroscopic Qubit-Ensemble via Parity Measurement Induced Disturbance

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.15880v1
• Date: Wed, 19 Nov 2025 21:15:54 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-11-21 17:08:52.3763
• Title: Nonclassicality of a Macroscopic Qubit-Ensemble via Parity Measurement Induced Disturbance
• Title（参考訳）: パリティ測定によるマクロ・クビット・アンサンブルの非古典性
• Authors: Lorenzo Braccini, Debarshi Das, Ben Zindorf, Stephen D. Hogan, John J. L. Morton, Sougato Bose,
• Abstract要約: 電磁共振器は、クビットアンサンブルのパリティを探査するために用いられる。 アンサンブルの全角運動量と比較して、$hbar rightarrow 0$であるとしても、MRの一定の量の違反が見つかる。 我々は,コプラナー導波路共振器に結合した様々な量子ビットを用いた実装の概要を述べる。
• 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 propose an experimental scheme to test the nonclassicality of a macroscopic ensemble of qubits, through the violation of the classical notion of macrorealism (MR) via the fundamental measurement-induced disturbance of quantum systems. An electromagnetic resonator is used to probe the parity of the qubit-ensemble. The action of sequential measurements allows the nonclassicality of whole ensemble to manifest itself, in the ideal case, irrespective of its size. This enables to probe the macroscopic limits of quantum mechanics as the qubit-ensemble is, effectively, a single large spin of many $\hbar$ units. Even as $\hbar \rightarrow 0$ in comparison to the total angular momentum of the ensemble, a constant amount of violation of MR is found in the noiseless case. However, environmental decoherence and inhomogeneity of qubit-electromagnetic field couplings precipitate the quantum-to-classical transition. This implies that Bohr's correspondence principle is not fundamental, but a consequence of practical limitations. We outline an implementation with a variety of qubits (superconducting qubits, spins in semiconductors, and Rydberg atoms) coupled to a coplanar waveguide resonator, and - via the corresponding noise analysis - find that violation of MR is detectable up to $100$ qubits via current technology.
• Abstract（参考訳）: 本稿では,量子システムの基本的な測定による乱れを通じて,古典的マクロリアリズム(MR)の概念に違反して,量子ビットのマクロ的アンサンブルの非古典性をテストする実験手法を提案する。 電磁共振器は、クビットアンサンブルのパリティを探査するために用いられる。 逐次測定の作用により、アンサンブル全体の非古典性は、その大きさによらず、理想的な場合において、それ自身を示すことができる。 これにより、量子力学のマクロ的極限を量子ビットアンサンブルが事実上、多くの$\hbar$単位の単一の大きなスピンであるように探究することができる。 アンサンブルの全角運動量と比較して、$\hbar \rightarrow 0$ であるとしても、MRの一定の量の違反がノイズレスケースで見つかる。 しかし、クビット-電磁場結合の環境デコヒーレンスと不均一性は、量子-古典的遷移を引き起こす。 これはボーアの対応原理が基本的なものではなく、実際的な制限の結果であることを意味している。 我々は、コプラナー導波路共振器に結合した様々な量子ビット(超伝導量子ビット、半導体スピン、ライドバーグ原子)による実装の概要を述べる。

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