摘要我们使用量子兰科斯(qlanczos)算法在IBM Q Quantum Compertical Comperty Hardwardwear上实现了集体振荡系统的中微子系统的能量水平。我们的计算基于Patwardhan等人引入的多体性中微子相互作用。(Phys Rev D 99,https:// doi。org/10.1103/physrevd.99.123013,2019)。我们表明,哈密顿系统可以分为较小的块,可以使用比将整个系统表示为一个单元所需的量子量较少,从而减少了量子硬件上实现的噪声。我们还使用Trotterterization方法计算集体中微子振荡的过渡概率,该方法在随后在硬件上实现之前就可以简化。这些计算表明,集体中微子系统和集体中微子振荡的能量特征值都可以在量子硬件上使用一定的简化来计算,以符合与确切结果的良好一致性。
摘要 中微子振荡具有满足Leggett–Garg不等式的非经典特性,且在量子信息处理和通信等领域有着潜在的应用,为了进一步揭示中微子系统的量子特性,我们重点研究了三味中微子系统中的纠缠和熵不确定关系。具体而言,我们利用三种不同类型的纠缠测度来表征源自中微子系统的量子资源,并研究它们之间的层级关系。此外,我们分析了大亚湾(0.5和1.6 km)和MINOS+(735 km)合作等不同中微子源的实验数据,并与理论结果进行了比较。我们发现系统的熵不确定度和纠缠的动态演化都表现出非单调性,实验结果与理论预言非常吻合。有趣的是,它表明中微子在振荡过程中始终保持量子特性。更重要的是,我们揭示了不确定性的变化几乎与系统纠缠的变化呈负相关。因此,当三味中微子态被视为三量子比特态时,可以在实际实验中探索中微子中的纠缠和不确定性的性质,这可能对未来基于中微子态的量子信息处理应用有用。
1 APC-巴黎大学,CNSP3,CEA/LRFU,OBServatoire de Paris,10,Rue Alice Domon,75205 Paris Paris 13,法国2,Antannarivo University,BP 5 No,Cra 3 Este No 47a -15,Bogot AZ US,Zographu GR 157 84,希腊8大西洋大学,Carrera 30 Nmero 8-49哥伦比亚 - 哥伦比亚基督教徒9,巴塞尔大学,克林斯特拉斯郡82,CH-4056 Baselland 10 12伯恩,瑞士大学11 12 5,美国13美国布里斯托尔大学,纽约州,美国纽约州11973,美国15个布加勒斯特大学,物理学院,罗马尼亚布加勒斯特,16 CEA/SACLAY,IRFU IRFU INSURCHE SURCHE LOS LOIS LOIS LOIS LOIS LOIS LOIS LOIS LOIS LOIS LOIS招聘Ecnol̴ogicas,AV。合格,40,E-28040,马德里,西班牙19 Annecy-Le-Vieux粒子物理实验室,74941 Annecy-Le-Vieux,法国20,加利福尼亚大学伯克利分校,加利福尼亚州伯克利大学,美国加利福尼亚州21加利福尼亚大学戴维斯大学,加利福尼亚州戴维斯大学,加利福尼亚22 ,美国24加州大学河滨大学,加利福尼亚大学大街900号,加利福尼亚大学92521 25加利福尼亚大学,美国加利福尼亚大学,加利福尼亚大学27,美国27,美国剑桥大学,JJ Thomson Avenue,Cambridge CB3 CB3 0HE,英国28 Brazilian Brazilian Physical Research,Rio de Janeiro and Intrams and Intrip,RJ 222222290,RIO BRAZIL INTICENT和布拉格查尔斯大学的物理学,v holeˇsoviˇck ́ACH 747/2,180 00 Prague 8-Libeˇn,捷克共和国31芝加哥大学,芝加哥,芝加哥,伊利诺伊州60637,美国
1物理系,威廉和玛丽,威廉斯堡,弗吉尼亚州威廉斯堡,23187,使用2个物理系,阿里加尔穆斯林大学,北方邦阿里加尔大学,北方邦202002,印度3物理部门,秘鲁大学PORNIFICAL天主教大学科学系,秘鲁第1761节,秘鲁4号,美国秘鲁大学。天文学,罗切斯特大学,罗切斯特,纽约,14627年,使用6个费米国家加速器实验室,伊利诺伊州巴达维亚60510,使用7莱昂校园和瓜纳华托校园,瓜纳华托大学,拉斯卡兰大学,拉斯库兰大学。5,瓜纳华托36000,瓜纳华托,瓜纳华托,米西科8日内瓦大学,1211年日内瓦大学4,瑞士9 Centro brgasileiro de pesquisicas,Rua Doutor Xvier Xvier Xvier Sigur 150,Rier 22290-180,Rier 22290-180,Rier 22290-180,Brazil 10 Indial odics of Bryics of Physics,NOTICS 4 NOTICS,NOTICS,UNDICS,NOTICS,INSICS,NOTICS,UNDICE of DAME DAME DAME DAME DAME DAME DAME DAME DAME DAME DAME DAME DAMB塔夫茨大学物理系,马萨诸塞州梅德福,美国埃斯帕尼亚02155,1680 CASILLA 110-V,Valparaíso,Valparaíso,Valparaíso,智利13,明尼苏达大学Duluth,Minnestota Duluth,Minnestota Duluth,Minnestota 55812,美国14美国物理学和天文学系,Yorkem sciences,Insworlio science i i is of of tornotio science Nagar,Mohali140306,印度旁遮普邦16伦敦帝国学院,伦敦帝国学院,伦敦SW7 2BW,英国17宾夕法尼亚大学宾夕法尼亚大学物理与天文学系,宾夕法尼亚大学,宾夕法尼亚大学,19104年,美国19104年,美国18号,沃维克大学,沃维克大学,载于沃维克大学。英国3PJ,2 20马萨诸塞州文科学院,马萨诸塞州北亚当斯教堂街375号,匹兹堡大学,匹兹堡大学,宾夕法尼亚州匹兹堡大学,15260年,美国22美国物理学系,佛罗里达州佛罗里达大学佛罗里达州32611,美国23 ccultad devil devil fivivier,devel fivivier,fivir fivivir,fornefir,
1. 引言. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 432 5.1. 一般考虑. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 442
1. 引言. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 432 5.1. 一般考虑. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 442
中微子振荡最早由 Bruno Pontecovero 于 1957 年 [1] 提出,并被用于解决大气中微子异常和太阳中微子之谜。1998 年的超级神冈中微子探测实验 (Super-K, SK) [2] 和 2002 年的萨德伯里中微子天文台 (SNO) [3] 通过实验证实了这一点;更多详细信息请参阅参考文献 [4]。大多数中微子振荡实验都可以在具有三个大质量中微子的标准模型 (SM) 中得到很好的解释。在标准的三味中微子振荡框架中,三种已知的中微子味本征态(νe、νµ和ντ)可以写成三个质量本征态(ν1、ν2和ν3)的量子叠加,中微子振荡概率用六个振荡参数表示:三个混合角(θ12、θ13和θ23)、两个质量平方差(∆m221和∆m231)和一个狄拉克CP相(δCP)。如果中微子是马约拉纳粒子,则马约拉纳CP相对中微子振荡不起作用。在这六个可观测量的振荡参数中,∆m221、| ∆ m 2 31 |、θ 12 和 θ 13 已精确测定到百分之几的水平。但中微子质量排序(∆ m 2 31 是正还是负)、θ 23 的八分之一(θ 23 大于还是小于 45 ◦)和狄拉克 CP 相仍是悬而未决的问题。目前,正常质量排序 (NMO) 和 θ 23 的第二八分之一均低于 3 σ 置信水平 (CL) [ 4 – 6 ],在 3 σ CL 下,NMO 的 δ CP 范围为 [-3.41, -0.03],倒置质量排序 (IMO) 的 δ CP 范围为 [-2.54, -0.32] [ 7 ]。下一代中微子振荡实验的主要物理目标,如
费米实验室的使命是成为粒子物理发现的前沿实验室。该加速器综合设施为宇宙基本性质的研究提供了动力,是世界上唯一一个既能为科学生产低能和高能中微子束,又能进行精密科学实验的加速器综合设施。长基线中微子设施 (LBNF) 和深层地下中微子实验 (DUNE) 的建设,以及质子改进计划 II (PIP-II) 项目实现的世界上最强的中微子束,将成为美国能源部国家实验室的第一个国际大科学项目。费米实验室通过其在中微子、对撞机、精密和宇宙科学方面的实验和项目,将美国研究人员整合到全球粒子物理事业中。该实验室的科学研发推动了加速器、探测器、计算和量子技术在科学和社会中的应用。
WP4。绝对中微子质量1。简介量子传感器可能会在实验室测量绝对中微子质量的实验室测量中取得突破。Katrin实验采用的当前领先技术是基于磁绝热准直和静电(MAC-E)滤波,该技术无法扩展到Katrin的0.2 eV敏感性。宇宙学目前提供了绝对中微子质量的最敏感探针,但依赖于模型,不是实验室测量的替代品。中微子振荡的结果表明,β衰变实验中的敏感参数电子中微子质量具有严格的下限。对于正常有序的频谱,它不能小于50 MEV,而9 MEV [1],如图1。它也与中微子的主要或狄拉克性质无关。
nusd:中微子分割的检测器是基于GEANT4的用户应用程序,它在不同国际合作开发的各种分段闪烁检测器中模拟逆β衰减事件。该模拟框架结合了高能量物理社区开发和使用的跨程序和库(包括Geant4,root和clhep)的组合。它将使中微子物理社区能够使用单个程序模拟和研究不同检测器概念中的中微子相互作用。除了分段探测器中的中微子模拟外,该程序还可以用于使用闪烁探测器的各种研究项目,用于不同的物理应用。
