論文の概要: Trajectories of Critical Unstable Qubits in and on the Bloch Sphere

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.01405v1
• Date: Sun, 31 May 2026 19:04:43 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-06-02 21:34:29.68816
• Title: Trajectories of Critical Unstable Qubits in and on the Bloch Sphere
• Title（参考訳）: ブロッホ球における臨界不安定量子の軌道
• Authors: Snehit Panghal, Apostolos Pilaftsis,
• Abstract要約: 我々は、Critical Unstable Qubits (CUQs)と呼ばれる不安定な2レベルシステムに関する以前の研究を拡張した。 CUQは、2つの状態間の不定不調和振動と混合状態のコヒーレンス・デコヒーレンス振動の顕著な現象を示す。 非エルミート・ハミルトンの粒子宇宙論と量子シミュレーションに対する我々の発見の潜在的意味について論じる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We extend previous studies on a novel class of unstable two-level systems which were called Critical Unstable Qubits (CUQs). In an appropriately defined co-decaying frame, the CUQs exhibit striking phenomena of indefinite anharmonic oscillations between two states and coherence-decoherence oscillations of mixed states. These features are distinct from the usual Rabi oscillations observed in the Hermitian counterpart of two-level systems, which are harmonic and preserve the coherence of the quantum state. We employ the density matrix formalism to study these phenomena for mixed states and delve into the nature of the trajectory traversed by these states in the Bloch sphere by studying the time evolution of the Bloch vector that describes the quantum state of the unstable qubit. In particular, we provide for the first time explicit geometric constructions to obtain trajectories of both pure and mixed CUQs in and on the Bloch sphere. This enables us to identify the stationary points of CUQs, at which the states do not evolve in time in the co-decaying frame. The potential implications of our findings for particle cosmology and quantum simulations of non-Hermitian Hamiltonians are discussed.
• Abstract（参考訳）: 不安定な2レベルシステム(CUQ)の新たなクラスについて,従来の研究を拡張した。 適切に定義されたコヒーリングフレームにおいて、CUQは2つの状態間の不定不調和振動と混合状態のコヒーレンス・デコヒーレンス振動の顕著な現象を示す。 これらの特徴は、2レベル系のエルミート系で観測される通常のラビ振動と異なり、調和であり、量子状態のコヒーレンスを保存する。 我々は、これらの現象を混合状態に対して研究し、不安定な量子ビットの量子状態を記述するブロッホベクトルの時間発展を研究することにより、ブロッホ球のこれらの状態によって進行する軌道の性質を探索するために密度行列形式を用いる。 特に、ブロッホ球における純粋および混合CUQの軌跡を得るために、初めて明示的な幾何学的構成を提供する。 これにより、状態が時間とともに進化しないCUQの定常点をコ・デカイリング・フレームで特定できる。 非エルミート・ハミルトンの粒子宇宙論と量子シミュレーションに対する我々の発見の潜在的意味について論じる。

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