論文の概要: Decoherence dynamics across sub-Planckian to arbitrary scales using kitten states

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.15513v1
• Date: Wed, 17 Dec 2025 15:08:07 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-12-18 17:06:27.036867
• Title: Decoherence dynamics across sub-Planckian to arbitrary scales using kitten states
• Title（参考訳）: 子猫状態を用いたサブプランクアンから任意のスケールへのデコヒーレンスダイナミクス
• Authors: Naeem Akhtar, Jia-Xin Peng, Tan Hailin, Xiaosen Yang, Dong Wang,
• Abstract要約: デコヒーレンス(decoherence)とは、量子系が周囲と相互作用し、量子干渉とコヒーレンスを徐々に減少させる現象である。 コンパス状態とその光子付加型および光子置換型を探索し、それぞれプランクスケールを超える位相空間的特徴を示す。 パラメータの増大は相空間のサブプランク精度を高め、これらのコンパス状態の不安定性を不必要なデコヒーレンスに増幅することを示した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.9448594387682223
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Environmental decoherence occurs when a quantum system interacts with its surroundings, progressively reducing quantum interference and coherence, complicating the preservation of critical quantum properties over time, especially during experimental implementation. The effect of decoherence varies depending on the phase-space features of quantum states, which are theoretically characterized by the Wigner phase space and appear at different scales. We explore the compass state and its photon-added and photon-subtracted variants, each of which exhibits phase-space features with dimensions beyond the Planck scale, making them suitable for quantum sensing applications. We investigate the interaction of these states with a heat reservoir by employing a range of well-established theoretical techniques, revealing a clear tradeoff between the degree of fineness in the smallest features, such as the sub-Planck structure, and the extent of decoherence. Specifically, increasing the parameters enhances sub-Planck precision in phase space, concomitantly amplifying the fragility of these compass states to undesired decoherence. Our general illustration, validated through these compass states, also applies to any pure quantum state interacting with the considered heat reservoir, exhibiting enhanced sustainability of features at larger phase-space extensions.
• Abstract（参考訳）: 環境デコヒーレンス(英語版)は、量子システムが周囲と相互作用し、量子干渉とコヒーレンスを徐々に減少させ、特に実験的実施において、時間とともに重要な量子特性の保存を複雑化するときに起こる。 デコヒーレンスの効果は、理論上ウィグナー位相空間によって特徴づけられ、異なるスケールで現れる量子状態の位相空間の特徴によって異なる。 我々は、コンパス状態とその光子付加および光子置換された変種を探索し、それぞれプランクスケールを超える次元の位相空間の特徴を示し、量子センシング用途に適している。 本研究では, これらの状態と熱貯水池との相互作用を, 高精度な理論手法を用いて検討し, サブプランク構造などの最小特徴の微細度とデコヒーレンス度との明確なトレードオフを明らかにする。 具体的には、パラメータを増大させることで位相空間のサブプランク精度が向上し、これらのコンパス状態の脆弱性を好ましくないデコヒーレンスに増幅する。 これらのコンパス状態を通じて検証された一般的な図は、考慮された熱貯水池と相互作用する純粋な量子状態にも適用され、より大きな位相空間拡張における特徴の持続可能性の向上が示される。

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