論文の概要: Phase-sensitive superposition of quantum states

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.08579v1
• Date: Tue, 13 Jan 2026 14:00:20 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-01-14 18:27:19.226313
• Title: Phase-sensitive superposition of quantum states
• Title（参考訳）: 量子状態の位相感受性重ね合わせ
• Authors: Xiaotong Wang, Shunlong Luo, Yue Zhang,
• Abstract要約: 固定基底状態の重ね合わせにおける振幅の位相を考慮し、位相感受性の重ね合わせである重ね合わせの定量化器の族を導入する。 位相感受性重畳の第2モーメントを明示的に評価し,本質的には$l2$-normコヒーレンスと関係していることを示す。 本稿では,グロバー探索アルゴリズムにおける重ね合わせのダイナミクスを考察し,探索アルゴリズムの重ね合わせと成功確率の相補関係を実証する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.163279047828894
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Although the principle of superposition lies at the heart of quantum mechanics and is the root of almost all quantum phenomena such as coherence and entanglement, its quantification, except for that related to the resource theory of coherence and interference, remains relatively less studied. In this work, we address quantification of superposition from an information-theoretic perspective. We introduce a family of quantifiers of superposition, the phase-sensitive superposition, by taking into account the phases of amplitudes in the superposition of a fixed basis states (e.g., computational basis states). We establish a conservation relation for the phase-sensitive superposition, which is a kind of complementary relation and is reminiscent of wave-particle duality. We evaluate explicitly the second moment of phase-sensitive superposition and show that it is intrinsically related to the $l^2$-norm coherence. We characterize the dephasing channel induced by the maximally superposed states. We investigate the minimum and maximum superpositions, reveal their basic properties, and illustrate them through various examples. We further explore the dynamics of superposition in the Grover search algorithm, and demonstrate a complementary relation between superposition and success probability of the search algorithm. These results and quantifiers offer tools for analyzing structural features and implications of quantum superposition.
• Abstract（参考訳）: 重ね合わせの原理は量子力学の中心にあり、コヒーレンスや絡み合いのようなほとんど全ての量子現象の根源であるが、その量子化はコヒーレンスと干渉の資源理論に関連するものを除き、研究は比較的少ない。 本稿では情報理論の観点から重ね合わせの定量化について述べる。 固定基底状態(例えば、計算基底状態)の重ね合わせにおける振幅の位相を考慮し、位相感受性重ね合わせである重ね合わせの量化器の族を導入する。 相感性重畳の保存関係は相補関係の一種であり,波動粒子の双対性を連想させるものである。 位相感応的重ね合わせの第2モーメントを明示的に評価し,本質的には$l^2$-normコヒーレンスと関係していることを示す。 我々は,最大重畳状態によって引き起こされる劣化チャネルを特徴付ける。 最小と最大の重ね合わせを調査し、それらの基本的な性質を明らかにし、様々な例を通して説明する。 さらに、グロバー探索アルゴリズムにおける重ね合わせのダイナミクスを考察し、探索アルゴリズムの重ね合わせと成功確率の相補関係を実証する。 これらの結果と量子化器は、量子重ね合わせの構造的特徴と意味を分析するためのツールを提供する。

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