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热态是粒子数的混合态。所以讨论任何量子技术,确定非经典性,需要一个这样的逻辑。先是考虑相干态,然后是压缩态,然后是粒子数态,最后一定要考虑一下热态。也就是说加上经典统计以后,这个效应消失了,那么这就意味着这个非经典性的确起了作用。但是如果考虑热态以后,这个效应还存在,那么就不可以说非经典性起作用。
在量子测量和量子计量学中,当前的研究者忽略了最后一步,天然的就认为热态不起作用,这是错误的根源。
在量子态的P表示中,从相干态到压缩态,再到粒子数态,的确是非经典性越来越大。然后再考虑热态,这个非经典性就消失了,所以这个P表示是正确的。但是在量子测量中,即使不考虑后选择它也不对。
在后选择量子测量中,作用是弱的。从相干态,到压缩态,再到粒子数态,由于位置的变化就是量子态的涨落,所以这个位置的变化越来越显著,测量精度也越来越好。但是如果考虑热态,发现现象依然存在。位置的变化也是热涨落,然后也提升了测量的精度。所以在这里,量子指针的非经典性与后选择放大无关。
这个问题很有意思。很多文章,甚至许多PRL,都是遵循着从相干态到压缩态,然后再到粒子数态,一看,确实精度越来越好,于是就下了结论,非经典性提升了测量精度。但是这是错误的,因为热态,也可能达到了相同的效果。
热态在后边还会具体讨论。
在标准量子测量中,没有后选择,直接从量子指针上获取信息。此时的标准量子测量是强的情况,所以热态,会减少信号的显著程度。但是这里就出现了非常有趣的问题,就是强的测量,如果也加上后选择,那么热态所带来的信号程度的减少就会被抵消,甚至会变大。而更重要的是,测量的精度会显著提升。
我在前边说过,阿哈诺夫提出后选择以后,我们才知道量子测量究竟意味着什么。量子关联带来了更多的涨落,但是在这里可以带来更多的精度。后选择可以把整个系统所有的涨落,都压缩到量子指针上。
所以,后选择量子测量,优于标准量子测量,即使是强作用的,后选择量子测量也是最优的。那么就会有一个结论,热态作为量子指针是量子测量中的一个最优解。这个结论现在对于单个的量子指针是正确的。
但是多个量子系统构成的指针,就会变得复杂,需要具体讨论才行。这个问题比想象的要复杂的多。也是我们未来讨论问题的核心。
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GMT+8, 2024-12-3 00:38
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