Об определении чистых состояний методом гомодинного детектирования


Цитировать

Полный текст

Аннотация

В работе обсуждаются методы реконструкции волновой функции чистого состояния квантовой системы по известной оптической томограмме состояния. Оптическая квантовая томограмма представляет собой однопараметрическое распределение вероятностей с параметром θ. Волновая функция чистого состояния выражается через оптическую томограмму, если последняя известна для любых значений θ. Однако оптическая томограмма определяется из эксперимента гомодинного детектирования, где θ фиксированно. Поэтому оптическая томограмма может быть известна лишь для нескольких дискретных значений параметра. Мы приводим приближенные методы определения волновой функции квантового состояния по неполной информации о его томограмме, представляющие собой развитие уже существующих методов.

Об авторах

Андрей Игоревич Днестрян

Московский физико-технический институт (государственный университет)

Email: dnestor@inbox.ru
аспирант, каф. высшей математики Россия, 141700, Московская обл., Долгопрудный, Институтский пер., 9

Список литературы

  1. Vogel K., Risken H. Determination of quasiprobability distributions in terms of probability distributions for the rotated quadrature phase // Phys. Rev. A, 1989. vol. 40, no. 5. pp. 2847- 2855. doi: 10.1103/physreva.40.2847.
  2. Smithey D. T., Beck M., Raymer M. G., Faridani A. Measurement of the Wigner distribution and the density matrix of a light mode using optical homodyne tomography: Application to squeezed states and the vacuum // Phys. Rev. Lett., 1993. vol. 70, no. 9. pp. 1244-1247. doi: 10.1103/physrevlett.70.1244.
  3. Mancini S., Man'ko V. I., Tombesi P. Symplectic tomography as classical approach to quantum systems // Phys. Lett. A, 1996. vol. 213, no. 1-2. pp. 1-6. doi: 10.1016/ 0375-9601(96)00107-7.
  4. Амосов Г. Г., Днестрян А. И. О спектре семейства интегральных операторов, определяющих квантовую томограмму // Труды МФТИ, 2011. Т. 3, No 1. С. 5-9.
  5. Schleich W. P. Quantum Optics in Phase Space. Berlin: Verlag, 2001, xx+695 pp. doi: 10. 1002/3527602976.
  6. Pauli W. Die allgemeinen Prinzipien der Wellenmechanik // Handbuch Physik, 1933. vol. 24, Tl. 1. pp. 83-272; Pauli W. Die allgemeinen Prinzipien der Wellenmechanik / Die allgemeinen Prinzipien der Wellenmechanik / Neu herausgegeben und mit historischen Anmerkungen versehen von Norbert Straumann; ed. Professor Dr. Norbert Straumann. Berlin: Springer, 1990. pp. 21-192. doi: 10.1007/978-3-642-61287-9_2.
  7. Reichenbach H. Philosophic Foundations of Quantum Mechanics. Berkeley and Los Angeles: University of California Press, 1944. x+182 pp.
  8. Vogt A. Position and Momentum Distributions do not Determine the Quantum Mechanical State / Mathematical Foundations of Quantum Theory. New York: Academic Press, 1978. pp. 365-372. doi: 10.1016/b978-0-12-473250-6.50024-8.
  9. Freyberger M., Bardroff P. J., Leichle C., Schrade G., Schleich W. P. The art of measuring quantum states // Physics World, 1997. vol. 10, no. 11. pp. 41-46. doi: 10.1088/2058-7058/ 10/11/31.
  10. Schleich W. P., Raymer M. G. Special issue on quantum state preparation and measurement // J. Mod. Opt., 1997. no. 11-12. pp. 2021-2022. doi: 10.1080/09500349708231863.
  11. Leibfried D., Pfau T., Monroe C. Shadows and Mirrors: Reconstructing Quantum States of Atom Motion // Physics Today, 1998. vol. 51, no. 4. pp. 22-28. doi: 10.1063/1.882256.
  12. Welsch D.-G., Vogel W., Opatrný T. II Homodyne Detection and Quantum-State Reconstruction / Progress in Optics. vol. 39; ed. E. Wolf. Amsterdam: North-Holland, 1999. pp. 63-211. doi: 10.1016/S0079-6638(08)70389-5.
  13. Radon J. Uber die Bestimmung von Funktionen durch ihre Integralwerte längs gewisser Mannigfaltigkeiten // Ber. Verh. Sächs. Akad. Wiss. Leipzig, Math. Nat. kl., 1917. vol. 69. pp. 262-277, Available at http://people.csail.mit.edu/bkph/courses/papers/Exact_ Conebeam/Radon_Deutsch_1917.pdf (February 24, 2016); Radon J. Uber die Bestimmung von Funktionen durch ihre Integralwerte längs gewisser Mannigfaltigkeiten / Proceedings of Symposia in Applied Mathematics. vol. 27; ed. Lawrence A. Shepp. Providence: Amer. Math. Soc., 1983, pp. 71-86. doi: 10.1090/psapm/027/692055.
  14. D'Ariano G. M., Mancini S., Man’ko V. I., Tombesi P. Reconstructing the density operator by using generalized field quadratures // Quantum Semiclass. Opt., 1996. vol. 8, no. 5. pp. 1017-1027. doi: 10.1088/1355-5111/8/5/007.
  15. Leonhardt U., Paul H., D’Ariano G. M. Tomographic reconstruction of the density matrix via pattern functions // Phys. Rev. A, 1995. vol. 52, no. 6. pp. 4899-4907. doi: 10.1103/ physreva.52.4899.
  16. Leonhardt U., Munroe M. Number of phases required to determine a quantum state in optical homodyne tomography // Phys. Rev. A, 1996. vol. 54, no. 4. pp. 3682-3684. doi: 10. 1103/physreva.54.3682.
  17. Orlowski A., Paul H. Phase retrieval in quantum mechanics // Phys. Rev. A, 1994. vol. 50, no. 2. pp. R921-R924. doi: 10.1103/physreva.50.r921.
  18. Амосов Г. Г., Днестрян А. И. О восстановлении чистого состояния по неполной информации о его оптической томограмме // Изв. вузов. Матем., 2013. No 3. С. 62-67.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Самарский государственный технический университет, 2016

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».