Project

Back to overview

Macroscopic quantum effects and noise.

Applicant Sekatski Pavel
Number 151964
Funding scheme Early Postdoc.Mobility
Research institution Universität Innsbruck
Institution of higher education Institution abroad - IACH
Main discipline Theoretical Physics
Start/End 01.09.2014 - 29.02.2016
Show all

Keywords (7)

Quantum to Classical Transition; Coarse-Graining; Quantum Metrology; Decoherence; Entanglement; Macroscopicity; Macroscopic supeposition

Lay Summary (French)

Lead
Avec les récents progrès technologiques il est devenu possible de créer au laboratoire des états qui se rapprochent de plus en plus du fameux chat de Schrödinger, i.e. une superposition des deux états qui sont macroscopiquement différents (comme un chat qui est mort et vivant en même temps). Il est important de pouvoir caractériser de tels états; une tache qui n'est pas simple, car le concept intuitif de "différence macroscopique" n'est pas évident à formaliser.
Lay summary

Contenu et objectifs du travail de recherche 

distinguabilité


Récemment nous avons attaqué le problème de la caractérisation de la taille d'intrication du point de vue de l'observateur, i.e. en posant qu'une superposition macroscopique doit impliquer deux qui peuvent être distingue sans avoir recours à des détecteurs trop sophistiqués (la résolution minimale du détecteur que permet de le faire est ainsi liée à la "macroscopicité" de l'intrication). Il s'agit maintenant de développer cette idée . (i) On veut prouver que cette notion de

distinguabilité

distinguabilité

distinguabilité macroscopique implique qu'une superposition macroscopique est forcement très fragile et donc difficile à observer (expliquant ainsi en partie l’émergence du monde classique à partir de la physique quantique).(ii) Les état qui satisfont à notre critère (et qui ont récemment été créer au laboratoire a Genève) sont prometteurs pour tester expérimentalement de modelés de collapse non-conventionnels. Nous finalisons actuellement une propositions d'une telle expérience. (iii) Le résultat de (i) apporte un point de vue nouveau dans le cadre de la métrologie quantique et du calcul quantique en présence de bruit, il devrait permettre de mieux comprendre quels sont les codages qui permettent d’éviter au mieux l'effet du bruit (pour être robustes ils doivent mener à des états qui ne sont justement pas macroscopiquement distinguables). 

Contexte scientifique et social du projet de recherche 

Notre travail devrait apporter des éléments de réponse nouveaux à des question fondamentales de longue date: tels que "pourquoi n'observe t-on pas les effet quantique dans la vie de tous les jours" ou "y a t-il un mécanisme de collapse explicite". Mais il devrait également avoir un impact plus pratique pour la métrologie et le calcul quantique.

Keywords

macroscopic quantum superpositions, macroscopic entanglement, decoherence, quantum-to-classical transition, collapse models, optomechanics, parameter estimation, quantum metrology.

Direct link to Lay Summary Last update: 28.04.2014

Responsible applicant and co-applicants

Publications

Publication
Detecting Large Quantum Fisher Information with Finite Measurement Precision
Fröwis Florian, Sekatski Pavel, Dür Wolfgang (2016), Detecting Large Quantum Fisher Information with Finite Measurement Precision, in Phys. Rev. Lett., 116, 090801-090801.
Probing wave function collapse models with a classically driven mechanical oscillator
Ho Melvyn, Lafont Ambroise, Sangouard Nicolas, Sekatski Pavel (2016), Probing wave function collapse models with a classically driven mechanical oscillator, in New Journal of Physics, 18(3), 033025-033025.
Challenging preconceptions about Bell tests with photon pairs
Caprara Vivoli V., Sekatski P., Bancal J.-D., Lim C. C. W., Christensen B. G., Martin A., Thew R. T., Zbinden H., Gisin N., Sangouard N. (2015), Challenging preconceptions about Bell tests with photon pairs, in Phys. Rev. A, 91, 012107-012107.
Comparing different approaches for generating random numbers device-independently using a photon pair source
Vivoli V Caprara, Sekatski P, Bancal JD, Lim CCW, Martin A, Thew RT, Zbinden H, Gisin N, Sangouard N (2015), Comparing different approaches for generating random numbers device-independently using a photon pair source, in New Journal of Physics, 17(2), 023023-023023.
Deterministic superreplication of one-parameter unitary transformations
Dür W, Sekatski P, Skotiniotis M (2015), Deterministic superreplication of one-parameter unitary transformations, in Physical review letters, 114(12), 120503-120503.
No-signaling bounds for quantum cloning and metrology
Sekatski Pavel, Skotiniotis Michalis, Dür Wolfgang (2015), No-signaling bounds for quantum cloning and metrology, in Physical Review A, 92(2), 022355-022355.
Quantum metrology for the Ising Hamiltonian with transverse magnetic field
Skotiniotis Michael, Sekatski Pavel, Dür Wolfgang (2015), Quantum metrology for the Ising Hamiltonian with transverse magnetic field, in New Journal of Physics, 17(7), 073032-073032.
Two-mode squeezed states as Schrödinger cat-like states
Oudot E, Sekatski P, Fröwis F, Gisin N, Sangouard N (2015), Two-mode squeezed states as Schrödinger cat-like states, in JOSA B, 32(10), 2190-2197.
How Difficult Is It to Prove the Quantumness of Macroscropic States?
Sekatski Pavel, Gisin Nicolas, Sangouard Nicolas (2014), How Difficult Is It to Prove the Quantumness of Macroscropic States?, in Phys. Rev. Lett., 113, 090403-090403.

Collaboration

Group / person Country
Types of collaboration
Prof. Hans Briegel/UIBK Austria (Europe)
- in-depth/constructive exchanges on approaches, methods or results
Prof. Tony Acin/ICFO Spain (Europe)
- in-depth/constructive exchanges on approaches, methods or results
- Publication
Prof. Nicolas Sangouard/UNIBAS Switzerland (Europe)
- in-depth/constructive exchanges on approaches, methods or results
- Publication
Prof. Nicolas Gisin/UNIGE Switzerland (Europe)
- in-depth/constructive exchanges on approaches, methods or results
- Publication
Prof. Wolfgang Dür/UIBK Austria (Europe)
- in-depth/constructive exchanges on approaches, methods or results
- Publication
- Research Infrastructure

Scientific events

Active participation

Title Type of contribution Title of article or contribution Date Place Persons involved
SFB Meeting Talk given at a conference Error-correction assisted quantum metrology: the ultimate limits. 17.12.2015 Vienna, Austria Sekatski Pavel;
The International Conference on Quantum Physics Of Nature (QuPoN), Poster Optimal super-replication of states and unitaries from no-signagling. 18.05.2015 Vienna, Austria Sekatski Pavel;


Associated projects

Number Title Start Funding scheme
167749 Quantum metrology and macroscopic quantum states 01.09.2016 Advanced Postdoc.Mobility

Abstract

I'm planning to develop several ideas on the characterization of the macroscopicity of entangledstates and the arousal of classical reality from quantum laws. After the description of those aspects, it is shown how those results could be useful for the more practical tasks: finding stable multipartite entangled states (quantum computation) and improving the resolution of parameter estimation protocols in presence of noise (quantum metrology).
-