Statystyczna charakterystyka w dziedzinie czasu nieokresowych zegarów optycznych PlatoBlockchain Data Intelligence. Wyszukiwanie pionowe. AI.

Statystyczna charakterystyka czasowa nieokresowych zegarów optycznych

Znacznik czasu: 14 lipca 2022 9:14

Dario Cilluffo

Instytut Fizyki Teoretycznej i IQST, Uniwersytet w Ulm, Albert-Einstein-Allee 11 89081, Ulm, Niemcy
Universit$grave{a}$ degli Studi di Palermo, Dipartimento di Fisica e Chimica – Emilio Segrè, via Archirafi 36, I-90123 Palermo, Włochy

Czy ten artykuł jest interesujący czy chcesz dyskutować? Napisz lub zostaw komentarz do SciRate.

Abstrakcyjny

Pomiar czasu oznacza zliczanie występowania zjawisk okresowych. W ciągu ostatnich stuleci włożono wiele wysiłku w stworzenie stabilnych i precyzyjnych oscylatorów do wykorzystania jako regulatory zegara. Tutaj rozważamy inną klasę zegarów opartych na stochastycznych procesach klikania. Zapewniamy rygorystyczne ramy statystyczne do badania wydajności takich urządzeń i stosujemy nasze wyniki do pojedynczego spójnie napędzanego dwupoziomowego atomu poddanego fotodetekcji jako skrajny przykład zegara nieokresowego. Symulacje Quantum Jump MonteCarlo i rozkład czasu oczekiwania na zliczanie fotonów zapewnią niezależną kontrolę głównych wyników.

Popularne podsumowanie

Korzystając z uproszczonego modelu optycznego, pokazujemy, że formalizm dużych odchyleń trajektorii kwantowych można łatwo wykorzystać do badania działania określonej klasy zegarów w oparciu o stochastyczne procesy klikania. Przedstawiony dowód zasady pozwala na jasne zastosowanie termodynamiki trajektorii kwantowych do problemów praktycznych, a jednocześnie sugeruje dalsze powiązania z metrologią.

► Dane BibTeX

► Referencje

[1] GW Forda. „Twierdzenie o fluktuacji i rozpraszaniu”. Fizyka współczesna 58, 244–252 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1080 / 00107514.2017.1298289

[2] Henry’ego Reginalda Arnulpha Mallocka. „Zegary wahadłowe i ich błędy”. Postępowanie Towarzystwa Królewskiego A 85 (1911).
https: / / doi.org/ 10.1098 / rspa.1911.0064

[3] M. Kesteven. „O matematycznej teorii wychwytów zegarowych”. American Journal of Physics 46, 125–129 (1978).

[4] Petera Hoynga. „Dynamika i działanie wahadeł zegarowych”. 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 i G. Cibiel. „Teoretyczne i eksperymentalne badania szumu 1/​f w rezonatorach kwarcowych”. 2013 Wspólne Europejskie Forum Częstotliwości i Czasu Międzynarodowe sympozjum dotyczące kontroli częstotliwości (EFTF/​IFC) Strony 737–740 (2013).
https://​/​doi.org/​10.1109/​EFTF-IFC.2013.6702262

[6] GJ Milburna. „Termodynamika zegarów”. Fizyka Współczesna 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 i Marcus Huber. „Autonomiczne zegary kwantowe: czy termodynamika ogranicza naszą zdolność pomiaru czasu?”. Fiz. Rev. X 7, 031022 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.7.031022

[8] Mischa P. Woodsa. „Autonomiczne tykanie zegarów na podstawie zasad aksjomatycznych”. Kwant 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 i N. Ares. „Pomiar termodynamicznego kosztu pomiaru czasu”. Fiz. Rev. X 11, 021029 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.11.021029

[10] Heinza-Petera Breuera i Francesco Petruccione. „Teoria otwartych układów kwantowych”. Wydawnictwo Uniwersytetu Oksfordzkiego. (2007).
https: / / doi.org/ 10.1093 / acprof: oso / 9780199213900.001.0001

[11] Howard M. Wiseman i Gerard J. Milburn. „Kwantowy pomiar i kontrola”. Tom 9780521804424, strony 1–460. Prasa uniwersytecka w Cambridge. (2009).
https: / / doi.org/ 10.1017 / CBO9780511813948

[12] Serge'a Haroche'a i Jeana Michela Raimonda. „Odkrywanie kwantu: atomy, wnęki i fotony”. Uniwersytet Oksfordzki Naciskać. Oksford (2006).
https: / / doi.org/ 10.1093 / acprof: oso / 9780198509141.001.0001

[13] Crispin Gardiner, Peter Zoller i Peter Zoller. „Szum kwantowy: podręcznik markowskich i niemarkowskich kwantowych metod stochastycznych z zastosowaniami w optyce kwantowej”. Springer Nauka i media biznesowe. (2004).
https://​/​doi.org/​10.48550/​ARXIV.QUANT-PH/​9702030

[14] Todda A. Bruna. „Ciągłe pomiary, trajektorie kwantowe i historie dekoherentne”. Przegląd fizyczny A 61 (2000).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physreva.61.042107

[15] Todda A. Bruna. „Prosty model trajektorii kwantowych”. American Journal of Physics 70, 719–737 (2002).
https: / / doi.org/ 10.1119 / 1.1475328

[16] MB Plenio i PL Rycerz. „Podejście kwantowe do dynamiki rozpraszającej w optyce kwantowej”. Wielebny Mod. Fiz. 70, 101–144 (1998).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.70.101

[17] Daniela Manzano i Pabla I Hurtado. „Symetria i termodynamika prądów w otwartych układach kwantowych”. Fiz. Rev. B 90, 125138 (2014).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevB.90.125138

[18] VV Belokurov, OA Chrustalev, VA Sadovnichy i OD Timofeevskaya. „Warunkowa macierz gęstości: Systemy i podsystemy w mechanice kwantowej” (2002). adres URL: arxiv.org/​abs/​quant-ph/​0210149.
arXiv: quant-ph / 0210149

[19] Vittorio Gorini, Andrzej Kossakowski i Ennackal Chandy George Sudarshan. „Całkowicie dodatnie półgrupy dynamiczne układów n-poziomowych”. Journal of Mathematical Physics 17, 821–825 (1976).
https: / / doi.org/ 10.1063 / 1.522979

[20] Gorana Lindblada. „O generatorach półgrup dynamicznych kwantowych”. Komunikacja w fizyce matematycznej 48, 119–130 (1976).
https: / / doi.org/ 10.1007 / BF01608499

[21] RS Ellisa. „Przegląd teorii dużych odchyleń i zastosowań w mechanice statystycznej”. Matematyka i ekonomia ubezpieczeń 3, 232–233 (1996).
https: / / doi.org/ 10.1080 / 03461238.1995.10413952

[22] Hugo Touchette’a. „Podejście z dużym odchyleniem do mechaniki statystycznej”. Raporty fizyczne 478, 1–69 (2009).
https: / / doi.org/ 10.1016 / j.physrep.2009.05.002

[23] Angelo Vulpiani, Fabio Cecconi, Massimo Cencini, Andrea Puglisi i Davide Vergni. „Duże odchylenia w fizyce”. Dziedzictwo prawa wielkich liczb (Berlin: Springer) (2014).
https:/​/​doi.org/​10.1007/​978-3-642-54251-0

[24] Juan P Garrahan i Igor Lesanovsky. „Termodynamika trajektorii skoków kwantowych”. Fiz. Wielebny Lett. 104, 160601 (2010).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevlett.104.160601

[25] Charles Jordan i Károly Jordan. „Rachunek różnic skończonych”. Tom 33. Amerykańskie Towarzystwo Matematyczne. (1965).

[26] Bassano Vacchiniego. „Ogólna struktura kwantowych modeli kolizyjnych”. International Journal of Quantum Information 12, 1461011 (2014).
https: / / doi.org/ 10.1142 / s0219749914610115

[27] Howarda Carmichaela. „Podejście systemów otwartych do optyki kwantowej: wykłady prezentowane na université libre de bruxelles, 28 października do 4 listopada 1991”. Tom 18. Springer Science & Business Media. (2009).

[28] HJ Carmichael, Surendra Singh, Reeta Vyas i PR Rice. „Czasy oczekiwania fotoelektronów i redukcja stanu atomowego we fluorescencji rezonansowej”. Przegląd fizyczny A 39, 1200–1218 (1989).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.39.1200

[29] AA Gangata i GJ Milburna. „Zegary kwantowe napędzane pomiarem” (2021). arXiv:2109.05390.
arXiv: 2109.05390

[30] James M. Hickey, Sam Genway, Igor Lesanovsky i Juan P. Garrahan. „Termodynamika trajektorii kwadraturowych w otwartych układach kwantowych”. Przegląd fizyczny A 86 (2012).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physreva.86.063824

[31] Dario Cilluffo, Salvatore Lorenzo, G. Massimo Palma i Francesco Ciccarello. „Statystyka skoku kwantowego z przesuniętym operatorem skoku w chiralnym falowodzie”. Journal of Statistical Mechanics: Theory and Experiment 2019, 104004 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1088 / 1742-5468 / ab371c

Cytowany przez

Niniejszy artykuł opublikowano w Quantum pod Creative Commons Uznanie autorstwa 4.0 Międzynarodowe (CC BY 4.0) licencja. Prawa autorskie należą do pierwotnych właścicieli praw autorskich, takich jak autorzy lub ich instytucje.

Znak czasu:

Więcej z Dziennik kwantowy