POVMs: a small but important step beyond standard quantum mechanics

It is the purpose of the present contribution to demonstrate that the generalization of the concept of a quantum mechanical observable from the Hermitian operator of standard quantum mechanics to a positive operator-valued measure is not a peripheral issue, allegedly to be understood in terms of a trivial nonideality of practical measurement procedures, but that this generalization touches the very core of quantum mechanics, viz. complementarity and violation of the Bell inequalities.Comment: Contribution to Proceedings of the Workshop `Beyond the quantum', Leiden, May/June 200

Quantum state tomography using a single apparatus

The density matrix of a two-level system (spin, atom) is usually determined by measuring the three non-commuting components of the Pauli vector. This density matrix can also be obtained via the measurement data of two commuting variables, using a single apparatus. This is done by coupling the two-level system to a mode of radiation field, where the atom-field interaction is described with the Jaynes--Cummings model. The mode starts its evolution from a known coherent state. The unknown initial state of the atom is found by measuring two commuting observables: the population difference of the atom and the photon number of the field. We discuss the advantages of this setup and its possible applications.Comment: 7 pages, 8 figure, Phys. Rev.

The effect of publishing peer review reports on referee behavior in five scholarly journals

To increase transparency in science, some scholarly journals are publishing peer review reports. But it is unclear how this practice affects the peer review process. Here, we examine the effect of publishing peer review reports on referee behavior in five scholarly journals involved in a pilot study at Elsevier. By considering 9,220 submissions and 18,525 reviews from 2010 to 2017, we measured changes both before and during the pilot and found that publishing reports did not significantly compromise referees\u2019 willingness to review, recommendations, or turn-around times. Younger and non-academic scholars were more willing to accept to review and provided more positive and objective recommendations. Male referees tended to write more constructive reports during the pilot. Only 8.1% of referees agreed to reveal their identity in the published report. These findings suggest that open peer review does not compromise the process, at least when referees are able to protect their anonymity

Unlock ways to share data on peer review

Peer review is the defining feature of scholarly communication. In a 2018 survey of more than 11,000 researchers, 98% said that they considered peer review important or extremely important for ensuring the quality and integrity of scholarly communication. Indeed, now that the Internet and social media have assumed journals\u2019 original role of dissemination, a journal\u2019s main function is curation. Both the public and the scientific community trust peer review to uphold shared values of rigour, ethics, originality and analysis by improving publications and filtering out weak or errant ones. Scholarly communities rely on peer review to establish common knowledge and credit

Classical manipulation of a quantum system

Een van de belangrijkste opgaven in quantuminformatietheorie is de begintoestand van een qubit, een twee-niveau systeem dat kan worden beschreven door Pauli matrices, te bepalen. Quantum state tomography is een bruikbare methode om dit doel te bereiken. Met dit proces kan de quantumtoestand (de dichtheidsmatrix) van een ensemble van quantumsystemen gereconstrueerd worden door verschillende herhaalde metingen te doen. Echter, commuteren verschillende operatoren niet met elkaar dan moet men in principe meerdere opeenvolgende metingen van niet-commuterende observabelen doen om de begintoestand van het systeem te bepalen. In hoofdstuk ~2 laten we zien hoe de begintoestand van een qubit volledig gereconstrueerd kan worden door het gelijktijdig meten van een aantal commuterende observabelen. Dit vereist de hulp van een ander systeem, de zogenaamde assistent, die in een bekende toestand is. De assistent kan bijvoorbeeld een andere qubit zijn of een bijna-resonante mode van het fotonveld. Na een wisselwerking tussen het systeem en de assistent gedurende een bepaalde tijd kunnen we zowel een observabele van het systeem als van de assistent meten waardoor het mogelijk wordt om de begintoestand van de qubit te bepalen. Dit is mogelijk doordat er een lineaire afbeelding bestaat tussen de meetresultaten en de begintoestand van een qubit. In tegenstelling tot quantumstatetomografie hoeven we geen metingen te doen aan niet-commuterende observabelen, dit maakt onze methode effectiever. Een quantumsysteem dat wisselwerkt met de omgeving wordt een open quantumsysteem genoemd. Om zo'n systeem te bestuderen is het van cruciaal belang om de invloed van de omgeving op de toestand van dit open quantumsysteem te achterhalen. Er zijn twee manieren om een open quantumsysteem te bestuderen. Een groep van methoden gecategoriseerd door de zogeheten systeem-bad wisselwerking is gebaseerd op de veronderstelling dat de reactie van het systeem op de omgeving zwak is. Hieruit volg dat de dynamica van het systeem beschreven wordt door de Langevin vergelijking. Deze vergelijking is analoog aan de Newton vergelijking voor de beweging van een klein systeem maar deze beschrijft twee extra krachten: een willekeurige conservatieve kracht en een niet-conservatieve (niet-Lagrangiaanse), snelheidsafhankelijke wrijvingskracht. In hoofdstuk ~3 bestuderen we de specifieke toepassing van dit model, waarmee we de dynamica van de polarisatie van een open quantumsysteem kunnen bepalen. We beschouwen twee niet-interagerende spin-$\frac{1}{2}$ systemen die dezelfde omgeving hebben. Wanneer we \'{e}\'{e}n van hen blootstellen aan scherpe en sterke pulsen zien we dat de polarisatie van de andere wordt overgedragen op de eerste via de gemeenschappelijke omgeving