引力猫态,引力场充当着一个环境,其中宏观物体(类似于薛定谔的猫)以不同引力态的叠加存在。这些状态不仅具有理论意义,而且也为实验探索带来了希望,为研究引力和量子力学的相互作用打开了独特的窗口 [6,7]。从历史上看,围绕与此相关的一个基本问题一直存在讨论:我们如何确认引力是否必须被视为一种量化现象,或“为什么我们需要量化一切,包括引力” [8]?此外,是否存在一种普遍适用的实验方法,可以确定引力是否在量子层面上起作用 [9,10]?根据量子信息论的某些观点,有人认为,能够在两个系统之间产生纠缠的相互作用必然具有量子特性。因此,量子引力的一个重要指标是观察到由引力相互作用引起的大质量态之间的纠缠[11,12]。与目前依赖于检测引力介导的纠缠的测试相反,Lami等人[13]最近提出了一种仅关注相干态的新方法。有趣的是,他们的方法不需要产生广泛离域的运动状态或检测纠缠,因为纠缠不会发生在该过程的任何阶段。因此,近年来,引力猫态的研究引起了相当大的关注[14-17],这受到理论框架和实验技术的进步的刺激。一些研究人员利用引力波探测、量子光学和精密测量技术等工具,提出了各种生成和观察引力猫态的方案。这些努力不仅深化了
我们分析了纯失相系统相关的多时间统计数据,这些统计数据反复用尖锐测量探测,并寻找其统计数据满足 Kolmogorov 一致性条件(可能达到有限阶)的测量协议。我们发现了量子失相过程的丰富现象学,可以用经典术语来解释。特别是,如果底层失相过程是马尔可夫过程,我们会发现在每个阶上都可以找到经典性的充分条件:这可以通过选择完全兼容或完全不兼容的失相和测量基础(即相互无偏基 (MUB))来实现。对于非马尔可夫过程,经典性只能在完全兼容的情况下证明,从而揭示了马尔可夫和非马尔可夫纯失相过程之间的一个关键区别。
上述相干性测度对于解释量子关联也很有用。[2 ] 除了基于纠缠的相干性测度外,[5 ] 这方面的进展还包括通过考虑子系统间量子相干性的分布来解释量子纠缠 [ 12 , 26 ] 和各种不和谐类量子关联 [ 26 – 29 ] 。另一种将量子相干性与量子关联联系起来的途径是考虑状态的受控相干性。[30 – 33 ] 特别是,借助相互无偏基,Mondal 等人。 [31] 引入了二量子比特态的量子相干性非局域优势 (NAQC),随后将其推广到 (d×d) 维态(d 为素数幂),[32] 并表明它表征了一种比纠缠更强的量子关联。对于二量子比特态,还建立了 NAQC 与贝尔非局域性之间的联系。[33]
摘要 量子探测是利用简单量子系统与复杂环境相互作用来提取某些环境参数(例如环境温度或其光谱密度)的精确信息的技术。在这里,我们分析了单量子比特探测器在表征热平衡下的欧姆玻色子环境方面的性能。特别是,我们分析了调整探测器与环境之间的相互作用哈密顿量的影响,超越了传统的纯相位失调范式。在弱耦合和短时间范围内,我们以分析方式处理探测器的动力学,而在强耦合和长时间范围内则采用数值模拟。然后,我们评估量子 Fisher 信息以估计截止频率和环境温度。我们的结果提供了明确的证据,表明纯相位失调不是最佳的,除非我们将注意力集中在短时间内。特别是,我们发现了几种工作方式,其中横向相互作用的存在提高了最大可达到的精度,即增加了量子 Fisher 信息。我们还探讨了探针的初始状态和探针特征频率在确定估计精度中的作用,从而为设计优化检测以在量子水平上表征玻色子环境提供定量指导。