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Caracterização estatística no domínio do tempo de relógios ópticos não periódicos

Carimbo de data / hora: 14 de julho de 2022, 9h

Dario Cilluffo

Instituto de Física Teórica e IQST, Universidade de Ulm, Albert-Einstein-Allee 11 89081, Ulm, Alemanha
Universit$grave{a}$ degli Studi di Palermo, Dipartimento di Fisica e Chimica – Emilio Segrè, via Archirafi 36, I-90123 Palermo, Itália

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Sumário

Medir o tempo significa contar a ocorrência de fenômenos periódicos. Ao longo dos últimos séculos, um grande esforço foi feito para fabricar osciladores estáveis ​​e precisos para serem usados ​​como reguladores de relógio. Aqui consideramos uma classe diferente de relógios baseados em processos de cliques estocásticos. Fornecemos uma estrutura estatística rigorosa para estudar o desempenho de tais dispositivos e aplicar nossos resultados a um único átomo de dois níveis acionado de forma coerente sob fotodetecção como um exemplo extremo de relógio não periódico. As simulações do Quantum Jump MonteCarlo e a distribuição do tempo de espera da contagem de fótons fornecerão verificações independentes dos principais resultados.

Resumo popular

Usando um modelo óptico simplificado, mostramos que o formalismo de grande desvio das trajetórias quânticas pode ser facilmente explorado para estudar o desempenho de uma classe particular de relógios que dependem de processos de cliques estocásticos. A prova de princípio aqui apresentada fornece uma aplicação clara da termodinâmica das trajetórias quânticas a problemas práticos e, ao mesmo tempo, sugere novas conexões com a metrologia.

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► Referências

[1] GW Ford. “O teorema da flutuação-dissipação”. Física Contemporânea 58, 244–252 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1080 / 00107514.2017.1298289

[2] Henry Reginald Arnulph Mallock. “Relógios de pêndulo e seus erros”. Procedimento da Royal Society A 85 (1911).
https: / / doi.org/ 10.1098 / rspa.1911.0064

[3] Kesteven. “Sobre a teoria matemática dos escapes do relógio”. American Journal of Physics 46, 125–129 (1978).

[4] Peter Hoyng. “Dinâmica e desempenho de pêndulos de relógio”. 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 e G. Cibiel. “Investigações teóricas e experimentais do ruído 1/​f em ressonadores de cristal de quartzo”. Simpósio Internacional de Controle de Frequência do Fórum Europeu Conjunto de Frequências e Tempos de 2013 (EFTF/​IFC)Páginas 737–740 (2013).
https://​/​doi.org/​10.1109/​EFTF-IFC.2013.6702262

[6] GJ Milburn. “A termodinâmica dos relógios”. Física Contemporânea 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 e Marcus Huber. “Relógios quânticos autônomos: a termodinâmica limita nossa capacidade de medir o tempo?”. Física. Rev. X 7, 031022 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.7.031022

[8] Mischa P. Woods. “Relógios autônomos a partir de princípios axiomáticos”. Quântico 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 e N. Ares. “Medindo o custo termodinâmico da cronometragem”. Física. Rev. X 11, 021029 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.11.021029

[10] Heinz-Peter Breuer e Francesco Petruccione. “A teoria dos sistemas quânticos abertos”. Imprensa da Universidade de Oxford. (2007).
https: / / doi.org/ 10.1093 / acprof: oso / 9780199213900.001.0001

[11] Howard M. Wiseman e Gerard J. Milburn. “Medição e controle quântico”. Volume 9780521804424, páginas 1–460. Cambridge University Press. (2009).
https: / / doi.org/ 10.1017 / CBO9780511813948

[12] Serge Haroche e Jean Michel Raimond. “Explorando o Quântico: Átomos, Cavidades e Fótons”. Universidade de Oxford. Imprensa. Oxford (2006).
https: / / doi.org/ 10.1093 / acprof: oso / 9780198509141.001.0001

[13] Crispin Gardiner, Peter Zoller e Peter Zoller. “Ruído quântico: um manual de métodos estocásticos quânticos markovianos e não markovianos com aplicações à óptica quântica”. Springer Ciência e Mídia de Negócios. (2004).
https://​/​doi.org/​10.48550/​ARXIV.QUANT-PH/​9702030

[14] Todd A. Brun. “Medições contínuas, trajetórias quânticas e histórias decoerentes”. Revisão Física A 61 (2000).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physreva.61.042107

[15] Todd A. Brun. “Um modelo simples de trajetórias quânticas”. American Journal of Physics 70, 719–737 (2002).
https: / / doi.org/ 10.1119 / 1.1475328

[16] MB Plenio e PL Knight. “A abordagem do salto quântico para a dinâmica dissipativa em óptica quântica”. Rev. Mod. Física. 70, 101–144 (1998).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.70.101

[17] Daniel Manzano e Pablo I Hurtado. “Simetria e termodinâmica de correntes em sistemas quânticos abertos”. Física. Rev. B 90, 125138 (2014).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevB.90.125138

[18] VV Belokurov, OA Khrustalev, VA Sadovnichy e OD Timofeevskaya. “Matriz de densidade condicional: Sistemas e subsistemas em mecânica quântica” (2002). url: arxiv.org/​abs/​quant-ph/​0210149.
arXiv: quant-ph / 0210149

[19] Vittorio Gorini, Andrzej Kossakowski e Ennackal Chandy George Sudarshan. “Semigrupos dinâmicos completamente positivos de sistemas de n níveis”. Journal of Mathematical Physics 17, 821–825 (1976).
https: / / doi.org/ 10.1063 / 1.522979

[20] Goran Lindblad. “Sobre os geradores de semigrupos dinâmicos quânticos”. Comunicações em Física Matemática 48, 119–130 (1976).
https: / / doi.org/ 10.1007 / BF01608499

[21] RS Ellis. “Uma visão geral da teoria dos grandes desvios e aplicações à mecânica estatística.”. Seguros Matemática e Economia 3, 232–233 (1996).
https: / / doi.org/ 10.1080 / 03461238.1995.10413952

[22] Hugo Touchette. “A abordagem do grande desvio para a mecânica estatística”. Relatórios de Física 478, 1–69 (2009).
https: / / doi.org/ 10.1016 / j.physrep.2009.05.002

[23] Angelo Vulpiani, Fabio Cecconi, Massimo Cencini, Andrea Puglisi e Davide Vergni. “Grandes desvios na física”. O Legado da Lei dos Grandes Números (Berlim: Springer) (2014).
https:/​/​doi.org/​10.1007/​978-3-642-54251-0

[24] Juan P Garrahan e Igor Lesanovsky. “Termodinâmica das trajetórias de saltos quânticos”. Física. Rev. 104, 160601 (2010).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevlett.104.160601

[25] Charles Jordan e Károly Jordán. “Cálculo de diferenças finitas”. Volume 33. Sociedade Matemática Americana. (1965).

[26] Bassano Vacchini. “Estrutura geral dos modelos quânticos colisionais”. Jornal Internacional de Informação Quântica 12, 1461011 (2014).
https: / / doi.org/ 10.1142 / s0219749914610115

[27] Howard Carmichael. “Uma abordagem de sistemas abertos para óptica quântica: palestras apresentadas na université libre de bruxelles, 28 de outubro a 4 de novembro de 1991”. Volume 18. Springer Science & Business Media. (2009).

[28] HJ Carmichael, Surendra Singh, Reeta Vyas e PR Rice. “Tempos de espera de fotoelétrons e redução do estado atômico na fluorescência de ressonância”. Revisão Física A 39, 1200–1218 (1989).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.39.1200

[29] AA Gangat e GJ Milburn. “Relógios quânticos impulsionados por medição” (2021). arXiv:2109.05390.
arXiv: 2109.05390

[30] James M. Hickey, Sam Genway, Igor Lesanovsky e Juan P. Garrahan. “Termodinâmica de trajetórias de quadratura em sistemas quânticos abertos”. Revisão Física A 86 (2012).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physreva.86.063824

[31] Dario Cilluffo, Salvatore Lorenzo, G Massimo Palma e Francesco Ciccarello. “Estatísticas de salto quântico com um operador de salto deslocado em um guia de ondas quiral”. Journal of Statistical Mechanics: Teoria e Experimento 2019, 104004 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1088 / 1742-5468 / ab371c

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