Statistisk tidsdomenekarakterisering av ikke-periodiske optiske klokker PlatoBlockchain Data Intelligence. Vertikalt søk. Ai.

Statistisk tidsdomenekarakterisering av ikke-periodiske optiske klokker

Tidsstempel: 14. juli 2022 9:14

Dario Cilluffo

Institutt for teoretisk fysikk og IQST, Ulm University, Albert-Einstein-Allee 11 89081, Ulm, Tyskland
Universit$grave{a}$ degli Studi di Palermo, Dipartimento di Fisica e Chimica – Emilio Segrè, via Archirafi 36, I-90123 Palermo, Italia

Finn dette papiret interessant eller vil diskutere? Scite eller legg igjen en kommentar på SciRate.

Abstrakt

Å måle tid betyr å telle forekomsten av periodiske fenomener. I løpet av de siste århundrene ble det gjort en stor innsats for å lage stabile og presise oscillatorer som skulle brukes som klokkeregulatorer. Her vurderer vi en annen klasse klokker basert på stokastiske klikkprosesser. Vi tilbyr et strengt statistisk rammeverk for å studere ytelsen til slike enheter og bruke resultatene våre på et enkelt sammenhengende drevet to-nivåatom under fotodeteksjon som et ekstremt eksempel på ikke-periodisk klokke. Quantum Jump MonteCarlo-simuleringer og fotontelling ventetidsfordeling vil gi uavhengige kontroller av hovedresultatene.

Populært sammendrag

Ved å bruke en forenklet optisk modell viser vi at den store avviksformalismen til kvantebaner lett kan utnyttes til å studere ytelsen til en bestemt klasse klokker som er avhengig av stokastiske klikkeprosesser. Prinsippbeviset som presenteres her gir en klar anvendelse av termodynamikk av kvantebaner til praktiske problemer, og samtidig antyder det ytterligere forbindelser med metrologi.

► BibTeX-data

► Referanser

[1] GW Ford. "Fluktuasjons-spredningsteoremet". Contemporary Physics 58, 244–252 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1080 / 00107514.2017.1298289

[2] Henry Reginald Arnulph Mallock. "Pendelklokker og deres feil". Proceeding of the Royal Society A 85 (1911).
https: / / doi.org/ 10.1098 / rspa.1911.0064

[3] M Kesteven. "Om den matematiske teorien om klokkeunntak". American Journal of Physics 46, 125–129 (1978).

[4] Peter Hoyng. "Dynamikk og ytelse av klokkependler". American Journal of Physics 82, 1053–1061 (2014).
https: / / doi.org/ 10.1119 / 1.4891667

[5] S. Ghosh, F. Sthal, J. Imbaud, M. Devel, R. Bourquin, C. Vuillemin, A. Bakir, N. Cholley, P. Abbe, D. Vernier og G. Cibiel. "Teoretiske og eksperimentelle undersøkelser av 1/f-støy i kvartskrystallresonatorer". 2013 Joint European Frequency and Time Forum International Frequency Control Symposium (EFTF/​IFC) Side 737–740 (2013).
https://​/​doi.org/​10.1109/​EFTF-IFC.2013.6702262

[6] GJ Milburn. "Termodynamikken til klokker". Contemporary Physics 61, 69–95 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1080 / 00107514.2020.1837471

[7] Paul Erker, Mark T. Mitchison, Ralph Silva, Mischa P. Woods, Nicolas Brunner og Marcus Huber. "Autonome kvanteklokker: Begrenser termodynamikk vår evne til å måle tid?". Phys. Rev. X 7, 031022 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.7.031022

[8] Mischa P. Woods. "Autonome tikkende klokker fra aksiomatiske prinsipper". Quantum 5, 381 (2021).
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2021-01-17-381

[9] AN Pearson, Y. Guryanova, P. Erker, EA Laird, GAD Briggs, M. Huber og N. Ares. "Måling av de termodynamiske kostnadene ved tidtaking". Phys. Rev. X 11, 021029 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.11.021029

[10] Heinz-Peter Breuer og Francesco Petruccione. "Teorien om åpne kvantesystemer". Oxford University Press. (2007).
https: / / doi.org/ 10.1093 / acprof: oso / 9780199213900.001.0001

[11] Howard M. Wiseman og Gerard J. Milburn. "Kvantemåling og kontroll". Bind 9780521804424, side 1–460. Cambridge University Press. (2009).
https: / / doi.org/ 10.1017 / CBO9780511813948

[12] Serge Haroche og Jean Michel Raimond. "Utforske kvantumet: atomer, hulrom og fotoner". Oxford Univ. Trykk. Oxford (2006).
https: / / doi.org/ 10.1093 / acprof: oso / 9780198509141.001.0001

[13] Crispin Gardiner, Peter Zoller og Peter Zoller. "Kvantestøy: en håndbok for markoviske og ikke-markoviske kvantestokastiske metoder med anvendelser til kvanteoptikk". Springer Science & Business Media. (2004).
https://​/​doi.org/​10.48550/​ARXIV.QUANT-PH/​9702030

[14] Todd A. Brun. "Kontinuerlige målinger, kvantebaner og dekoherente historier". Fysisk gjennomgang A 61 (2000).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physreva.61.042107

[15] Todd A. Brun. "En enkel modell av kvantebaner". American Journal of Physics 70, 719–737 (2002).
https: / / doi.org/ 10.1119 / 1.1475328

[16] MB Plenio og PL Knight. "Kvantehopp-tilnærmingen til dissipativ dynamikk i kvanteoptikk". Rev. Mod. Phys. 70, 101-144 (1998).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.70.101

[17] Daniel Manzano og Pablo I Hurtado. "Symmetri og termodynamikken til strømmer i åpne kvantesystemer". Phys. Rev. B 90, 125138 (2014).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevB.90.125138

[18] VV Belokurov, OA Khrustalev, VA Sadovnichy og OD Timofeevskaya. "Betinget tetthetsmatrise: Systemer og delsystemer i kvantemekanikk" (2002). url: arxiv.org/​abs/​quant-ph/​0210149.
arxiv: Quant-ph / 0210149

[19] Vittorio Gorini, Andrzej Kossakowski og Ennackal Chandy George Sudarshan. "Fullstendig positive dynamiske semigrupper av n-nivåsystemer". Journal of Mathematical Physics 17, 821–825 (1976).
https: / / doi.org/ 10.1063 / 1.522979

[20] Göran Lindblad. "Om generatorene av kvantedynamiske semigrupper". Communications in Mathematical Physics 48, 119–130 (1976).
https: / / doi.org/ 10.1007 / BF01608499

[21] RS Ellis. "En oversikt over teorien om store avvik og anvendelser til statistisk mekanikk." Forsikringsmatematikk og økonomi 3, 232–233 (1996).
https: / / doi.org/ 10.1080 / 03461238.1995.10413952

[22] Hugo Touchette. "Den store avvikstilnærmingen til statistisk mekanikk". Fysikkrapporter 478, 1–69 (2009).
https: / / doi.org/ 10.1016 / j.physrep.2009.05.002

[23] Angelo Vulpiani, Fabio Cecconi, Massimo Cencini, Andrea Puglisi og Davide Vergni. "Store avvik i fysikk". Arven etter loven om store tall (Berlin: Springer) (2014).
https:/​/​doi.org/​10.1007/​978-3-642-54251-0

[24] Juan P Garrahan og Igor Lesanovsky. "Termodynamikk av kvantehoppbaner". Phys. Rev. Lett. 104, 160601 (2010).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevlett.104.160601

[25] Charles Jordan og Károly Jordán. "Beregning av endelige forskjeller". Bind 33. American Mathematical Soc. (1965).

[26] Bassano Vacchini. "Generell struktur av kvantekollisjonsmodeller". International Journal of Quantum Information 12, 1461011 (2014).
https: / / doi.org/ 10.1142 / s0219749914610115

[27] Howard Carmichael. "En åpen systemtilnærming til kvanteoptikk: forelesninger presentert ved université libre de bruxelles, 28. oktober til 4. november 1991". Bind 18. Springer Science & Business Media. (2009).

[28] HJ Carmichael, Surendra Singh, Reeta Vyas og PR Rice. "Fotoelektronventetider og atomtilstandsreduksjon i resonansfluorescens". Physical Review A 39, 1200–1218 (1989).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.39.1200

[29] AA Gangat og GJ Milburn. "Kvanteklokker drevet av måling" (2021). arXiv:2109.05390.
arxiv: 2109.05390

[30] James M. Hickey, Sam Genway, Igor Lesanovsky og Juan P. Garrahan. "Termodynamikk av kvadraturbaner i åpne kvantesystemer". Fysisk gjennomgang A 86 (2012).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physreva.86.063824

[31] Dario Cilluffo, Salvatore Lorenzo, G Massimo Palma og Francesco Ciccarello. "Kvantehoppstatistikk med en forskjøvet hoppoperator i en kiral bølgeleder". Journal of Statistical Mechanics: Theory and Experiment 2019, 104004 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1088 / 1742-5468 / ab371c

Sitert av

Denne artikkelen er utgitt i Quantum under Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0) tillatelse. Opphavsrett forblir hos de opprinnelige rettighetshaverne som forfatterne eller institusjonene deres.

Tidstempel:

Mer fra Kvantejournal