冷分子为量子信息、冷化学和精密测量提供了极好的平台。某些分子对标准模型物理具有超强的灵敏度,例如电子的电偶极矩 (eEDM)。分子离子很容易被捕获,因此对于灵敏度随询问时间变化的精密测量特别有吸引力。在这里,我们展示了在量子投影噪声 (QPN) 极限下具有秒级相干性的自旋进动测量,其中数百个被捕获的分子离子被选中,因为它们对 eEDM 敏感,而不是它们对状态控制和读出的适应性。取向分辨的共振光解离使我们能够同时测量具有相反 eEDM 灵敏度的两个量子态,达到 QPN 极限并充分利用高计数率和长相干性。
基于非相干完全正映射和迹保持映射下量子相干性通过倾斜信息的非增性,我们提出了一种开放量子过程的非马尔可夫性测度。作为应用,通过将所提出的测度应用于一些典型的噪声信道,我们发现它等价于先前针对相位衰减和振幅衰减信道的三个非马尔可夫性测度,即基于量子迹距离、动态可分性和量子互信息的测度。对于随机酉信道,它等价于一类输出态基于相干性l 1 范数的非马尔可夫性测度,并且不完全等价于基于动态可分性的测度。我们还利用修正的Tsallis相对α相干熵来检测量子开放系统动力学的非马尔可夫性,结果表明,当α较小时,修正的Tsallis相对α相干熵比原始的Tsallis相对α相干熵更加合适。
探索拓扑量子态的性质和应用对于更好地理解拓扑物质至关重要。在这里,我们从理论上研究了一个准一维拓扑原子阵列。在低能区,原子阵列相当于一个拓扑超原子。在腔中驱动超原子,我们研究了光与拓扑量子态之间的相互作用。我们发现边缘态表现出拓扑保护的量子相干性,这可以从光子传输中表征。这种量子相干性有助于我们找到超辐射-亚辐射跃迁,我们还研究了它的有限尺寸缩放行为。超辐射-亚辐射跃迁也存在于对称性破坏系统中。更重要的是,结果表明亚辐射边缘态的量子相干性对随机噪声具有鲁棒性,使得超原子可以作为拓扑保护的量子存储器工作。我们建议用三维电路 QED 进行相关实验。我们的研究可能在基于拓扑边缘态的量子计算和量子光学中得到应用。
摘要。为了模拟多纵向模式和中心频率快速波动的影响,我们分别使用了正弦相位调制和线宽加宽。这些效应使我们能够降低主振荡器激光器的时间相干性,然后我们将其用于进行数字全息实验。反过来,我们的结果表明,相干效率随条纹可见度二次下降,并且我们的测量结果与我们的模型一致,正弦相位调制的误差在 1.8% 以内,线宽加宽的误差在 6.9% 以内。© 作者。由 SPIE 根据 Creative Commons Attribution 4.0 Unported 许可证发布。分发或复制本作品的全部或部分内容需要完全署名原始出版物,包括其 DOI。[DOI:10.1117/1.OE.59.10.102406]
总体而言,经典力学是一种非常成功的物理现象描述方法,因为大多数现代工程问题和情况不需要超出经典力学所提供的描述。然而,自上个世纪初以来,人们开始清楚地认识到,实际的物理现实超出了经典描述的范围,需要一种新的方式来描述它。这种描述物理现象的新方法现在被称为量子力学。虽然在大多数情况下,似乎需要量子力学来描述微观世界中的物理现象,而经典力学足以描述宏观现象,但现代实验的进步已经证实,长度尺度上的区分并不正确。事实上,现在人们已经明白,无论物理系统是宏观的还是微观的,量子描述都是正确的描述。然而,在宏观世界中,经典描述足以描述大多数物理现象,因此在这种情况下,并不一定需要量子描述。
在初级原子铯喷泉钟的不确定性预算中,对超精细时钟跃迁的频率牵引偏移的评估,迄今为止都是基于为铯束钟开发的方法,这种偏移是由其附近跃迁的意外激发(拉比和拉姆齐牵引)引起的。我们重新评估了喷泉钟中的这种频率牵引,并特别关注了初始相干原子态的影响。我们发现,由于亚能级粒子数不平衡和初始原子基态的状态选择超精细分量中的相应相干性,拉姆齐牵引导致的频率偏移显著增强。在原子喷泉钟中对此类偏移进行了实验研究,并证明了与模型预测的定量一致性。
'类似激光的“远程相干量子现象可能会在细胞骨架微管中生物学发生。本文介绍了我们称为“超赞”和“自我诱导的透明度”现象中发生的现象中发生的理论预测。考虑了在微管的空心核心和量化的电磁辐射场中被罚款的水分子的电偶极场之间的相互作用,并且将微管被理论化以扮演非线性相干光学设备的作用。超高是一种特定的量子机械排序现象,其特征时间比热相互作用的时间短得多。因此,微管中的光学信号(和计算)将不受热噪声和损失。微管网络和其他细胞骨架结构网络中的超级型光学计算可能为生物分子认知和意识的底物提供基础。