Estado NOON

Predefinição:Mecânica-quântica Um estado NOON é um estado emaranhado de muitos corpos da mecânica quântica:

$|{\psi }_{\text{NOON}}⟩=\frac{|N{⟩}_a|0{⟩}_b+e^{iN\theta }|0{⟩}_a|N{⟩}_b}{\sqrt{2}},$

que representa uma superposição de N partículas no modo a com zero partículas no modo b e vice-versa. Geralmente, as partículas são fótons, mas, em princípio, qualquer campo bosônico pode suportar estados NOON.

Applications

Os estados NOON são um conceito importante na metrologia quântica e na detecção quântica por sua capacidade de fazer medições de fase de precisão quando usadas em um interferômetro óptico. Por exemplo, considere o observável

$A=|N,0⟩⟨0,N|+|0,N⟩⟨N,0|.$

O valor esperado de $A$ para um sistema em estado NOON alterna entre +1 e −1 quando a fase muda de 0 para $\pi /N$. Além disso, o erro na medição de fase torna-se

$\mathrm{\Delta }\theta =\frac{\mathrm{\Delta }A}{|d⟨A⟩/d\theta |}=\frac{1}{N}.$

Esse é o chamado limite de Heisenberg e fornece uma melhoria quadrática sobre o limite quântico padrão Predefinição:Nota de rodapé. Os estados NOON estão intimamente relacionados aos estados dos gatos Schrödinger e GHZ e são extremamente frágeis.