論文の概要: Phase statistics of a single qubit emission as a direct probe of its coherence

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.28433v1
• Date: Mon, 30 Mar 2026 13:40:39 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-31 23:18:45.424576
• Title: Phase statistics of a single qubit emission as a direct probe of its coherence
• Title（参考訳）: コヒーレンスの直接プローブとしての単一量子放射の位相統計
• Authors: A. Sultanov, E. Mutsenik, L. Kaczmarek, M. Schmelz, G. Oelsner, R. Stolz, E. Il'ichev,
• Abstract要約: オープン導波路構成で超伝導トランスモン量子ビットからの放射の位相分布を測定した。 量子重ね合わせの存在は、放射の位相統計に符号化され、高いノイズレベルにもかかわらず解決可能である。 我々は、開量子系のデコヒーレンス力学と、その放射された場の統計的性質とを直接リンクする。
• 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: The emission of photon from an individual atom encodes the phase of its initialized quantum state. Using single-shot heterodyne detection, we measure the phase distribution of the emission from a superconducting transmon qubit in an open waveguide configuration and track its evolution over time. We demonstrate that the presence of a quantum superposition is encoded in the phase statistics of the emission and remains resolvable despite a high noise level. These phase statistics serve as a quantitative probe of the qubit coherence. The decay of the emission envelope with increasing integration time reveals the energy relaxation rate of the emitted wavepacket, while phase distribution broadening tracks pure dephasing processes. We thereby establish a direct link between the decoherence dynamics of an open quantum system and the statistical properties of its radiated field.
• Abstract（参考訳）: 個々の原子からの光子の放出はその初期化量子状態の位相を符号化する。 単発ヘテロダイン検出を用いて, 超伝導トランスモンキュービットからの放出の位相分布を測定し, 時間とともにその変化を追跡する。 本研究では, 量子重ね合わせの存在が放射の位相統計に符号化され, 高いノイズレベルにもかかわらず解決可能であることを示す。 これらの位相統計は、量子ビットコヒーレンスの定量的なプローブとして機能する。 積分時間の増加に伴う放出エンベロープの崩壊により、放出されたウェーブパレットのエネルギー緩和速度が明らかとなり、位相分布の拡大は純粋な劣化過程を辿る。 これにより、開量子系のデコヒーレンス力学と、その放射された場の統計的性質とを直接リンクする。

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