Statistical time-domain characterization of non-periodic optical clocks PlatoBlockchain Data Intelligence. Vertical Search. Ai.

Statistična karakterizacija časovne domene neperiodičnih optičnih ur

Časovni žig: 14. julij 2022 9

Dario Cilluffo

Inštitut za teoretično fiziko & IQST, Univerza Ulm, Albert-Einstein-Allee 11 89081, Ulm, Nemčija
Universit$grave{a}$ degli Studi di Palermo, Dipartimento di Fisica e Chimica – Emilio Segrè, via Archirafi 36, I-90123 Palermo, Italija

Se vam zdi ta članek zanimiv ali želite razpravljati? Zaslišite ali pustite komentar na SciRate.

Minimalizem

Merjenje časa pomeni štetje pojavljanja periodičnih pojavov. V preteklih stoletjih je bilo veliko truda vloženega v izdelavo stabilnih in natančnih oscilatorjev za uporabo kot regulatorji ure. Tukaj obravnavamo drugačen razred ur, ki temelji na stohastičnih procesih klikanja. Zagotavljamo strog statistični okvir za preučevanje delovanja takšnih naprav in naše rezultate uporabljamo za en koherentno gnan dvonivojski atom pod fotodetekcijo kot skrajni primer neperiodične ure. Simulacije Quantum Jump MonteCarlo in porazdelitev čakalnih časov s štetjem fotonov bodo zagotovile neodvisno preverjanje glavnih rezultatov.

Priljubljen povzetek

Z uporabo poenostavljenega optičnega modela pokažemo, da je mogoče formalizem velikega odstopanja kvantnih trajektorij zlahka izkoristiti za preučevanje delovanja določenega razreda ur, ki temeljijo na stohastičnih procesih klikanja. Tukaj predstavljen dokaz načela zagotavlja jasno uporabo termodinamike kvantnih trajektorij na praktične probleme in hkrati nakazuje nadaljnje povezave z meroslovjem.

► BibTeX podatki

► Reference

[1] GW Ford. "Teorem o nihanju in disipaciji". Sodobna fizika 58, 244–252 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1080 / 00107514.2017.1298289

[2] Henry Reginald Arnulph Mallock. “Ure z nihalom in njihove napake”. Zbornik Kraljeve družbe A 85 (1911).
https: / / doi.org/ 10.1098 / rspa.1911.0064

[3] M Kesteven. "O matematični teoriji urnih pobegov". American Journal of Physics 46, 125–129 (1978).

[4] Peter Hoyng. “Dinamika in delovanje urnih nihal”. 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 in G. Cibiel. “Teoretične in eksperimentalne raziskave šuma 1/f v kvarčnih kristalnih resonatorjih”. 2013 Skupni evropski forum o frekvenci in času Mednarodni simpozij o nadzoru frekvenc (EFTF/​IFC) Strani 737–740 (2013).
https://​/​doi.org/​10.1109/​EFTF-IFC.2013.6702262

[6] GJ Milburn. "Termodinamika ur". Sodobna fizika 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 in Marcus Huber. "Avtonomne kvantne ure: Ali termodinamika omejuje našo sposobnost merjenja časa?" Phys. Rev. X 7, 031022 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.7.031022

[8] Mischa P. Woods. "Avtonomne tiktakajoče ure iz aksiomatskih načel". 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 in N. Ares. "Merjenje termodinamičnih stroškov merjenja časa". Phys. Rev. X 11, 021029 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.11.021029

[10] Heinz-Peter Breuer in Francesco Petruccione. “Teorija odprtih kvantnih sistemov”. Oxford University Press. (2007).
https: / / doi.org/ 10.1093 / acprof: oso / 9780199213900.001.0001

[11] Howard M. Wiseman in Gerard J. Milburn. "Kvantno merjenje in nadzor". Zvezek 9780521804424, strani 1–460. Cambridge University Press. (2009).
https: / / doi.org/ 10.1017 / CBO9780511813948

[12] Serge Haroche in Jean Michel Raimond. "Raziskovanje kvanta: atomi, votline in fotoni". Oxford Univ. Pritisnite. Oxford (2006).
https: / / doi.org/ 10.1093 / acprof: oso / 9780198509141.001.0001

[13] Crispin Gardiner, Peter Zoller in Peter Zoller. "Kvantni šum: priročnik markovskih in nemarkovskih kvantnih stohastičnih metod z aplikacijami v kvantni optiki". Springer Science & Business Media. (2004).
https://​/​doi.org/​10.48550/​ARXIV.QUANT-PH/​9702030

[14] Todd A. Brun. "Neprekinjene meritve, kvantne trajektorije in dekoherentne zgodovine". Physical Review A 61 (2000).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physreva.61.042107

[15] Todd A. Brun. "Preprost model kvantnih trajektorij". American Journal of Physics 70, 719–737 (2002).
https: / / doi.org/ 10.1119 / 1.1475328

[16] MB Plenio in PL Knight. "Pristop kvantnega skoka k disipativni dinamiki v kvantni optiki". Rev. Mod. Phys. 70, 101–144 (1998).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.70.101

[17] Daniel Manzano in Pablo I Hurtado. “Simetrija in termodinamika tokov v odprtih kvantnih sistemih”. Phys. Rev. B 90, 125138 (2014).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevB.90.125138

[18] VV Belokurov, OA Khrustalev, VA Sadovnichy in OD Timofeevskaya. “Matrika pogojne gostote: sistemi in podsistemi v kvantni mehaniki” (2002). url: arxiv.org/​abs/​quant-ph/​0210149.
arXiv: kvant-ph / 0210149

[19] Vittorio Gorini, Andrzej Kossakowski in Ennackal Chandy George Sudarshan. “Popolnoma pozitivne dinamične polskupine sistemov na ravni n”. Journal of Mathematical Physics 17, 821–825 (1976).
https: / / doi.org/ 10.1063 / 1.522979

[20] Goran Lindblad. “O generatorjih kvantnih dinamičnih polskupin”. Sporočila v matematični fiziki 48, 119–130 (1976).
https: / / doi.org/ 10.1007 / BF01608499

[21] RS Ellis. “Pregled teorije velikih odklonov in aplikacij v statistični mehaniki.”. Zavarovalniška matematika in ekonomija 3, 232–233 (1996).
https: / / doi.org/ 10.1080 / 03461238.1995.10413952

[22] Hugo Touchette. "Pristop velikega odstopanja k statistični mehaniki". Physics Reports 478, 1–69 (2009).
https: / / doi.org/ 10.1016 / j.physrep.2009.05.002

[23] Angelo Vulpiani, Fabio Cecconi, Massimo Cencini, Andrea Puglisi in Davide Vergni. “Velika odstopanja v fiziki”. Zapuščina zakona velikih števil (Berlin: Springer) (2014).
https:/​/​doi.org/​10.1007/​978-3-642-54251-0

[24] Juan P Garrahan in Igor Lesanovsky. “Termodinamika tirnic kvantnega skoka”. Phys. Rev. Lett. 104, 160601 (2010).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevlett.104.160601

[25] Charles Jordan in Károly Jordan. "Račun končnih razlik". Zvezek 33. American Mathematical Soc. (1965).

[26] Bassano Vacchini. “Splošna struktura kvantnih kolizijskih modelov”. International Journal of Quantum Information 12, 1461011 (2014).
https: / / doi.org/ 10.1142 / s0219749914610115

[27] Howard Carmichael. “Odprti sistemski pristop k kvantni optiki: predavanja na Université libre de Bruxelles, 28. oktober do 4. november 1991”. Zvezek 18. Springer Science & Business Media. (2009).

[28] HJ Carmichael, Surendra Singh, Reeta Vyas in PR Rice. "Čakalni časi fotoelektronov in zmanjšanje atomskega stanja pri resonančni fluorescenci". Physical Review A 39, 1200–1218 (1989).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.39.1200

[29] AA Gangat in GJ Milburn. »Kvantne ure, ki jih poganjajo meritve« (2021). arXiv:2109.05390.
arXiv: 2109.05390

[30] James M. Hickey, Sam Genway, Igor Lesanovsky in Juan P. Garrahan. “Termodinamika kvadraturnih trajektorij v odprtih kvantnih sistemih”. Physical Review A 86 (2012).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physreva.86.063824

[31] Dario Cilluffo, Salvatore Lorenzo, G. Massimo Palma in Francesco Ciccarello. "Kvantna statistika skokov s premaknjenim operatorjem skokov v kiralnem valovodu". Journal of Statistical Mechanics: Theory and Experiment 2019, 104004 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1088 / 1742-5468 / ab371c

Navedel

Ta dokument je objavljen v Quantumu pod Priznanje avtorstva Creative Commons 4.0 International (CC BY 4.0) licenca. Avtorske pravice ostajajo pri izvirnih imetnikih avtorskih pravic, kot so avtorji ali njihove ustanove.

Časovni žig:

Več od Quantum Journal