論文の概要: Three-slit interference with a which-path memory ancilla: A bright-dark state formulation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.24243v2
- Date: Tue, 01 Sep 2026 11:57:07 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-09-02 14:14:25.823446
- Title: Three-slit interference with a which-path memory ancilla: A bright-dark state formulation
- Title（参考訳）: 片道記憶アンシラによる三分割干渉--明るい暗黒状態の定式化
- Authors: Ajay Kumar, Guruprasad Kadam, Anirban Pathak,
- Abstract要約: 本研究は,1パスメモリアンシラが3スリット干渉パターンに及ぼす影響について検討する。
2つの経路に対して、$C_BD$は集団と1対のコヒーレンスによって完全に固定されることを示す。
また、メモリの適切な測定により回復可能な経路コヒーレンス損失の一部を区別する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.9273158726818718
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: In this paper, we study the effect of a which-path memory ancilla on the three-slit interference pattern within the framework of the bright--dark state description [Phys. Rev. Lett. 134, 133603 (2025)]. Whereas two slits give one bright mode, a photonic mode that couples to the detector atoms, and one dark mode, which does not couple to the detector atoms, three slits lead to one detector-coupled bright mode and a two-dimensional dark-mode subspace in the three-dimensional path space. We first discuss the classical three-slit interference pattern in terms of probability leakage into the dark subspace. We then study the von Neumann entropy $S_D$ of the dark subspace and the coherence measures of the reduced photonic state obtained by tracing out the memory: dark-sector coherence $C_D$ and bright--dark coherence $C_{BD}$. These quantities bring out the internal quantum structure of the two-dimensional dark subspace. We show that, whereas $C_D$ is not by itself a basis-independent physical observable, $C_{BD}$ is basis-invariant. We establish that, for two paths, $C_{BD}$ is fixed entirely by the populations and the single pairwise coherence, whereas for multiple paths, $M\geq 3$, it acquires a genuinely multipath contribution generated by asymmetry among the pairwise which-path overlaps. Finally, we distinguish the part of the path-coherence loss that is recoverable through a suitable measurement of the memory from the irreducible coherence deficit imposed by an uncontrolled environment.
- Abstract（参考訳）: 本稿では, 暗黒状態記述法(Phys. Rev. Lett. 134, 133603 (2025))の枠組みにおける三分割干渉パターンに対する全経路メモリアンシラの効果について検討する。
2つのスリットは1つの明るいモード、検出器原子に結合するフォトニックモード、検出器原子に結合しないダークモードを与えるが、3つのスリットは3次元の経路空間に1つの検出器結合された明るいモードと2次元のダークモード部分空間をもたらす。
まず、暗黒部分空間への確率リークの観点から、古典的な3分割干渉パターンについて論じる。
次に、暗い部分空間のフォン・ノイマンエントロピー$S_D$と、メモリをトレースして得られる還元フォトニック状態のコヒーレンス測度について研究する:ダークセクターコヒーレンス$C_D$とライトダークコヒーレンス$C_{BD}$。
これらの量は、2次元のダーク部分空間の内部量子構造をもたらす。
我々は、$C_D$はそれ自体が基底独立な物理的観測可能ではないが、$C_{BD}$は基底不変であることを示した。
2つの経路に対して、$C_{BD}$は集団と1つのペアのコヒーレンスによって完全に固定され、一方、複数の経路に対して$M\geq 3$は、ペアの経路が重複する非対称性によって生成される真のマルチパス寄与を得る。
最後に、メモリの適切な測定により回復可能な経路コヒーレンス損失の一部と、制御不能な環境によって課される既約コヒーレンス障害とを区別する。
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