論文の概要: Quantum trajectory of a spin oscillator, continuous retrodiction beyond the Heisenberg uncertainty relation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2611.08104v1
- Date: Thu, 05 Nov 2026 14:44:23 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-11-07 04:55:13.546416
- Title: Quantum trajectory of a spin oscillator, continuous retrodiction beyond the Heisenberg uncertainty relation
- Title（参考訳）: スピン発振器の量子軌道、ハイゼンベルクの不確かさ関係を超えた連続逆方向
- Abstract要約: 量子力学におけるハイゼンベルクの不確実性関係は、非可換可観測物の測定結果を予測する精度を制限している。
ここでは5.17×1010$ルビジウム原子からなるスピン発振器を用いてこれを実験的に実証する。
このことは、量子測定に関するさらなる研究や、軌道と絡み合いの戦略を組み合わせた量子強調センシングに興味深い可能性をもたらす。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.5872014229110214
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The Heisenberg uncertainty relation in quantum mechanics limits the precision of predicting the outcome of measurements of any non-commuting observables. However, this restriction does not apply to retrodictive guessing of the outcomes of past measurements. Here, we experimentally demonstrate this using a spin oscillator consisting of $ 5.17 \times 10^{10}$ rubidium atoms. Through weak continuous measurements, we monitor canonical spin observables $\hat{x}_{\mathrm{A}}$ and $\hat{p}_{\mathrm{A}}$ with $[\hat{x}_{\mathrm{A}},\hat{p}_{\mathrm{A}}] = i\hbar$. By combining information obtained before and after time $t$, we retrodict the outcomes of measurements of $\hat{x}_{\mathrm{A}}$ and $\hat{p}_{\mathrm{A}}$ at time $t$ with variances that remain, concurrently over 1.4 hours, $\sim$ 1.01 dB below the bound set by the Heisenberg uncertainty relation. We also infer and demonstrate the ability to retrodict, with the same precision, the measurement outcomes for arbitrary quadratures of the spin oscillator. This brings interesting prospects for further research on quantum measurements, and for quantum-enhanced sensing that combines trajectory and entanglement strategies.
- Abstract（参考訳）: 量子力学におけるハイゼンベルクの不確実性関係は、非可換可観測物の測定結果を予測する精度を制限する。
しかし、この制限は過去の測定結果の予測的推測には適用されない。
ここでは, ルビジウム原子の5.17 \times 10^{10}$のスピン発振器を用いてこれを実験的に実証する。
弱い連続測定により、標準スピンオブザーバブル $\hat{x}_{\mathrm{A}}$ と $\hat{p}_{\mathrm{A}}$ と $[\hat{x}_{\mathrm{A}},\hat{p}_{\mathrm{A}}] = i\hbar$ を監視する。
時間$t$の前後で得られた情報を組み合わせることで、ハイゼンベルクの不確実性関係による有界集合の下にある1.4時間以上、$\sim$1.01 dBの分散を伴う$\hat{x}_{\mathrm{A}}$と$\hat{p}_{\mathrm{A}}$の計測結果を再現する。
また、スピン発振器の任意の四角形に対する測定結果について、同じ精度で再現する能力を推測し、実証する。
このことは、量子測定に関するさらなる研究や、軌道と絡み合いの戦略を組み合わせた量子強調センシングに興味深い可能性をもたらす。
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