論文の概要: Toward a Quantum Information Foundation for Neutron Scattering

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2611.05466v1
• Date: Tue, 03 Nov 2026 19:00:01 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-11-06 03:25:57.814095
• Title: Toward a Quantum Information Foundation for Neutron Scattering
• Title（参考訳）: 中性子散乱のための量子情報基盤を目指して
• Abstract要約: 我々は、中性子散乱を量子測定として定式化し、物質状態上でクラウス作用素として作用する散乱振幅を定式化する。 これは、従来の強度、コヒーレント散乱、干渉計測、絡み合いの目撃者の統一的な記述を提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.0623445931076745
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Neutron scattering is a central probe of quantum materials, yet what quantum information can, in principle, be extracted from a scattering experiment remains unclear. Here we formulate neutron scattering as a quantum measurement, with the scattering amplitudes acting as Kraus operators on the material state. This provides a unified description of conventional intensity, coherent scattering, interferometric measurements, and entanglement witnesses, including those based on quantum Fisher information. We then ask how far this connection can be extended to nonlinear properties of a quantum state. For two independently prepared samples, we derive the general structure of probe-mediated measurement probabilities and show that, for spin-projection-conserving dynamics, low-order scattering cannot resolve certain many-body coherences required to determine purity. Conversely, an idealized single-spin protocol shows how probe-mediated exchange can access purity when the appropriate two-copy operation is realized. Our results establish a quantum-information description of neutron scattering and delineate the information accessible through conventional and interferometric measurements.
• Abstract（参考訳）: 中性子散乱は、量子物質の中心的なプローブであるが、原理上、散乱実験から量子情報を抽出できることは、まだ不明である。 ここでは、中性子散乱を量子測定として定式化し、散乱振幅は物質状態のクラウス作用素として作用する。 これは従来の強度、コヒーレント散乱、干渉計測、および量子フィッシャー情報に基づく絡み合いの証人について統一的な記述を提供する。 次に、この接続が量子状態の非線形性質にどの程度まで拡張できるかを問う。 2つの独立に調製された試料に対して、プローブによる測定確率の一般的な構造を導出し、スピン射影保存力学において、低次散乱は純度を決定するのに必要な多体コヒーレンスを解くことができないことを示す。 逆に、理想化されたシングルスピンプロトコルは、適切な2コピー操作が実現されたときに、プローブ経由の交換が純度にどのようにアクセスできるかを示す。 本研究は, 中性子散乱の量子情報記述を確立し, 従来および干渉計測による情報提供について述べる。

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