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量子芝诺现象

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Quantun Zeno effect: 量子体系中,对某个自由度的测量频率过高的时候,其动力学会被“冻结”。为便于理解举一个最简单的例子: 对于一个二能级系统,易证明其存活概率在测量频率趋于无穷时会趋于1(即在一段有限的时间t内测量次数n趋于无穷大),证明如图所示(摘自百度百科). 假设只有一次测量,初态存活概率用初态和初态演化一段时间(这段时间即首次测量的时间点减去初态的时间点)后得到态的内积(overlap)的模平方,n次测量存活概率则为这个模平方再n次方. 感性理解一下,测量频率过高的话,波函数不断发生坍缩,导致其没有做薛定谔演化的机会,动力学也就被冻结了.
对于一个格点上的量子搜寻过程,walker从初态出发进行紧束缚量子行走,其动力学满足空间离散的薛定谔方程.现在有一目标态位于某个格点
|d〉上,不断以一定时间间隔对这个目标态的格点进行测量,看walker是否达到该态,第一次达到的时刻定义为首次到达时间,首次到达时间是个随机变量,其形成的概率分布定义为“首次到达概率”.


IP属地:日本来自Android客户端1楼2022-05-09 10:05回复
    在这样一个量子搜寻过程中也存在量子芝诺效应:一旦测量频率趋于无穷,则walker到达目标的首通时间概率趋于零,测量输出的结果一直是“no”(正常来说结果是 no no no……no yes,时间足够长walker总会达到目标). 最近的一篇arxiv研究了这一问题,并通过引入随机重置的机制减弱了量子芝诺效应的影响:在测量频率很大的时候,也可以通过以固定的频率(存在一个最优的重启频率)将walker的动力学不断“重启”(即从初态重新开始),使得平均首通时间取得一个小的有限值(没有重启的话平均首通时间会发散).


    IP属地:日本来自Android客户端2楼2022-05-09 10:18
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      *二能级系统初态的存活概率,漏了“初态”这一关键词


      IP属地:日本来自Android客户端3楼2022-05-09 10:27
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