Шнобелевская премия
структура фазового пространства и статистика
Гарги Тьяги
Гарги Тьяги
Прасанта К. Паниграхи
Прасанта К. Паниграхи











Состояние кошки, добавленное фотоном



Состояние котенка показывает гораздо более богатую интерференционную структуру

Арман (Arman), Прасанта К. Паниграхи (Prasanta K. Panigrahi), Индийский институт научного образования и исследований (Indian Institute of Science Education and Research), Гарги Тьяги (Gargi Tyagi), Университет Амити (Amity University), Индия, опубликовали работу "Состояние кошки, добавленное фотоном: структура фазового пространства и статистика" (Photon added cat state: phase space structure and statistics) в журнале "Письма об оптике" (Optics Letters), 46(5), 2021, с. 1177.

Широко известна игривая метафора Эрвина Шредингера о кошке, которая одновременно и мертва, и жива. Нобелевская премия по физике 1933. Кошка жива когда кто-то на нее смотрит. Идея продолжает развиваться в котятах. В статье индийских специалистов используются как CAT STATE - состояние кошки, так и KITTEN STATE - состояние котенка.

Когерентные состояния света имеют классическую природу и представлены локализованными гауссовскими волновыми пакетами с распределением фотонов, имеющим пуассоновский характер. Состояние кошки - суперпозиция двух когерентных состояний - хорошо известно из-за его эффективности в улавливании основополагающих аспектов квантовой механики, особенно в контексте вызванного измерениями коллапса волновой функции. Проявление квантовости в состоянии кошки минимально в том смысле, что четные и нечетные состояния кошки по сути четные и нечетные состояния в базисе осциллятора.

Разница четного и нечетного состояний кошки нашла широкое применение при проверке отклонения от исходного состояния из-за потери одного фотона. Состояние кошки возвращается к своей исходной форме после потери двух фотонов. Это привело к так называемому кошачьему коду, который устойчив к потере фотонов. Макроскопические квантовые состояния с непрерывной переменной были экспериментально реализованы и совсем недавно предложены на оптических платформах.

Авторы изучают синфазное состояние однофотонно-добавленной кошки (SPACS), чтобы исследовать вариации в распределении Вигнера. Ранее указывалось на эффективность кошек и более общие состояния котят в прецизионной метрологии. Небольшое изменение в любой из двух квадратур, удобно представленных как координата и импульс, делает эти состояния ортогональными и, следовательно, различимыми. Это происходит из-за субфурье-чувствительности (связанной с минимальным сдвигом частоты в частотно-временной области, приводящим к нулевому перекрытию с исходным состоянием) состояния кошки и суб-планковских структур (наименьшие масштабы, присутствующие в фазовом пространстве) в функции Вигнера состояния котенка. Состояние котенка показывает гораздо более богатую интерференционную структуру фазового пространства, что приводит к одновременной чувствительности смещения импульса.

Специалисты начинают с выделения структуры фазового пространства, возникающего в результате добавления фотонов. Затем исследуют измеримые эффекты добавления фотона в состояние четной кошки. Обнаружено, что добавление фотона приводит к сдвигу полосы на одну единицу в фазовом пространстве и делает функцию Вигнера отрицательной вначале. Затем изучают влияние добавления фотонов на состояние котенка. Показано, что суб-планковская структура в фазовом пространстве сдвигается по диагонали из-за добавления одного фотона. Это приводит к смене положений максимумов и минимумов, делая состояния ортогональными и, следовательно, различимыми.

Изменения в состоянии кошки и котенка после добавления фотона могут найти потенциальное использование в детектировании фотонов и прецизионной метрологии. Повышенная видимость суб-планковых структур после добавления фотона к состоянию котенка делает его более чувствительным к небольшим смещениям в фазовом пространстве и, следовательно, может найти применение в зондировании.

Стоит отметить, что суб-планковская структура и измерение слабых значений связаны между собой, поскольку оба они имеют интерферометрическое происхождение. Недавно суб-планковские структуры были продемонстрированы для состояний квантового гиперкуба, которые устойчивы к шуму. Вот до чего дело дошло.

Комментарий:




Шнобелевская премия - 1993 - мир

Филиппинское представительство компании «Пепси-кола продактс» — за спонсирование конкурса с миллионным призом и объявление неправильного номера победителя, что привело к объединению и восстанию восьмисот тысяч претендентов, примирив враждующие группировки
подробнее

Шнобелевская премия - 1992 - экономика

За миллиардные убытки инвесторы страховой компании Ллойдс оф Лондон награждены Шнобелевской премией в области экономики за 1992 год. В соответствии с законом и священной клятвой инвесторы обязаны были лично компенсировать убытки компании, но те отказались
подробнее

facebook
Источник - пресса
(c) 2010-2022 Шнобелевская премияig-nobel@mail.ru