Kvantti-Zenon-ilmiö

Kvantti-Zenon-efekti tai kvantti-Zenon-ilmiö (tunnetaan myös nimellä Turingin paradoksi) on kvanttimekaanisten systeemien ominaisuus, joka vähentää hiukkasen tilan muutoksen nopeutta mittaamalla sitä riittävän usein.^[1]^[2]

Joskus tämä efekti tulkitaan seuraavasti: ”Systeemi ei voi muuttua, kun sitä tarkkaillaan.”^[3] Systeemin evoluutio voidaan "jäädyttää" mittaamalla se riittävän usein tunnetussa alkutilassaan. Termin merkitys on sittemmin laajentunut, mikä on johtanut teknisempään määritelmään, jossa tilan, esimerkiksi elektronin spinin, aikakehitystä voidaan tukahduttaa muillakin kuin mittauksilla. Kvantti-Zenon-efektissä hiukkasen muutosta voidaan tukahduttaa tai hidastaa mittauksilla, vuorovaikutuksella ympäristön kanssa, stokastisilla kentillä ja muilla tavoilla.^[4] Kvantti-Zenon-ilmiön tutkimisen seurauksena on käynyt selväksi, että myös riittävän voimakkaiden ja nopeiden pulssisarjojen käyttäminen sopivalla symmetrialla voi irrottaa järjestelmän sen dekoherenssiympäristöstään^[5].

Käytännön sovelluksena kvantti-Zenon-ilmiölle on muun muassa kvanttivirheenkorjaus^[6]. Kvantti-Zenon efektillä voidaan tarvittaessa hidastaa kubittien tilojen dekoherenssia^[6].

Katso myös

Zenonin paradoksit
Kontrafaktuaalinen kvanttilaskenta
Uncomputation (englanniksi), asiayhteys: kvanttilaskennassa käytetty tekniikka, jolla väliaikaiset laskutoimitukset puretaan.

Lähteet

↑ Sudarshan, E. C. G.; Misra, B.: The Zeno's paradox in quantum theory. Journal of Mathematical Physics, 1977, 18. vsk, nro 4, s. 756–763. AIP Publishing. OSTI 7342282. doi:10.1063/1.523304. Bibcode:1977JMP....18..756M. Artikkelin verkkoversio. Viitattu 7.12.2023. (englanniksi)
↑ Ali, Joonis: Kvantti-Zenon-efekti. (lainaus s.1: ”Vuonna 1977 Misra ja Sudarshan esittivät artikkelissaan […], jota he kutsuvat kvantti-Zenon paradoksiksi. He totesivat, että jonkin kvanttitilan tiheä mittaaminen hidastaa systeemin aikakehitystä ja jatkuva mittaus pysäyttäisi sen kokonaan.”) Kandidaatintutkielma, 2018. Tampereen teknillinen yliopisto. Artikkelin verkkoversio. (PDF) Viitattu 7.12.2023.
↑ Steele, Bill: 'Zeno effect' verified—atoms won't move while you watch Cornellin yliopisto. 23.10.2015. Phys.org / Science X Network. Arkistoitu 25.9.2018. Viitattu 7.12.2023. (englanniksi)
↑ Nakanishi, T.; Yamane, K.; Kitano, M.: Absorption-free optical control of spin systems: the quantum Zeno effect in optical pumping. Physical Review A., 2001, 65. vsk, nro 1, s. 013404. American Physical Society (APS). doi:10.1103/PhysRevA.65.013404. ISSN 2469-9926. E-ISSN 2469-9934. Bibcode:2001PhRvA..65a3404N. S2CID:56052019. arXiv:quant-ph/0103034. Artikkelin verkkoversio. (PDF) Viitattu 7.12.2023. (englanniksi)
↑ Facchi, P.; Lidar, D. A.; Pascazio, S.: Unification of dynamical decoupling and the quantum Zeno effect. Physical Review A., 2004, 69. vsk, nro 3, s. 032314. American Physical Society (APS). doi:10.1103/PhysRevA.69.032314. ISSN 2469-9926. E-ISSN 2469-9934. Bibcode:2004PhRvA..69c2314F. S2CID:38253718. arXiv:quant-ph/0303132. Artikkelin verkkoversio. Viitattu 7.12.2023. (englanniksi)
↑ ^a ^b Franson, J.; Jacobs, B.; Pittman, T.: Quantum computing using single photons and the Zeno effect. Physical Review A., 2006, 70. vsk, nro 6, s. 062302. American Physical Society (APA). doi:10.1103/PhysRevA.70.062302. ISSN 2469-9926. E-ISSN 2469-9934. Bibcode:2004PhRvA..70f2302F. S2CID:119071343. arXiv:quant-ph/0408097. Artikkelin verkkoversio. Viitattu 7.12.2023. (englanniksi)

Kvantti-informaatiotiede

Yleiset

Kvanttiviestintä

Kvanttialgoritmit

Kvanttilaskennan monimutkaisuusteoria

Kvanttilaskennan mallit

Kvanttisuorittimien suorituskykyindikaattorit

Kvanttitilavuus

Dekoherenssin ennaltaehkäisy

Kvanttivirheenkorjaus

Fyysiset toteutustavat

Kvanttioptiikka	Kaviteetti-QED
Erittäin kylmät atomit	Ioniloukku Hila
Spin-pohjaiset	Ydinmagneettinen resonanssi
Suprajohteisiin perustuva	Varauskubitti Vuokubitti Faasikubitti Transmon Unimon

[1] Sudarshan, E. C. G.; Misra, B.: The Zeno's paradox in quantum theory. Journal of Mathematical Physics, 1977, 18. vsk, nro 4, s. 756–763. AIP Publishing. OSTI 7342282. doi:10.1063/1.523304. Bibcode:1977JMP....18..756M. Artikkelin verkkoversio. Viitattu 7.12.2023. (englanniksi)

[2] Ali, Joonis: Kvantti-Zenon-efekti. (lainaus s.1: ”Vuonna 1977 Misra ja Sudarshan esittivät artikkelissaan […], jota he kutsuvat kvantti-Zenon paradoksiksi. He totesivat, että jonkin kvanttitilan tiheä mittaaminen hidastaa systeemin aikakehitystä ja jatkuva mittaus pysäyttäisi sen kokonaan.”) Kandidaatintutkielma, 2018. Tampereen teknillinen yliopisto. Artikkelin verkkoversio. (PDF) Viitattu 7.12.2023.

[3] Steele, Bill: 'Zeno effect' verified—atoms won't move while you watch Cornellin yliopisto. 23.10.2015. Phys.org / Science X Network. Arkistoitu 25.9.2018. Viitattu 7.12.2023. (englanniksi)

[4] Nakanishi, T.; Yamane, K.; Kitano, M.: Absorption-free optical control of spin systems: the quantum Zeno effect in optical pumping. Physical Review A., 2001, 65. vsk, nro 1, s. 013404. American Physical Society (APS). doi:10.1103/PhysRevA.65.013404. ISSN 2469-9926. E-ISSN 2469-9934. Bibcode:2001PhRvA..65a3404N. S2CID:56052019. arXiv:quant-ph/0103034. Artikkelin verkkoversio. (PDF) Viitattu 7.12.2023. (englanniksi)

[5] Facchi, P.; Lidar, D. A.; Pascazio, S.: Unification of dynamical decoupling and the quantum Zeno effect. Physical Review A., 2004, 69. vsk, nro 3, s. 032314. American Physical Society (APS). doi:10.1103/PhysRevA.69.032314. ISSN 2469-9926. E-ISSN 2469-9934. Bibcode:2004PhRvA..69c2314F. S2CID:38253718. arXiv:quant-ph/0303132. Artikkelin verkkoversio. Viitattu 7.12.2023. (englanniksi)

[fra-6] Franson, J.; Jacobs, B.; Pittman, T.: Quantum computing using single photons and the Zeno effect. Physical Review A., 2006, 70. vsk, nro 6, s. 062302. American Physical Society (APA). doi:10.1103/PhysRevA.70.062302. ISSN 2469-9926. E-ISSN 2469-9934. Bibcode:2004PhRvA..70f2302F. S2CID:119071343. arXiv:quant-ph/0408097. Artikkelin verkkoversio. Viitattu 7.12.2023. (englanniksi)

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]