Исследование квантовых явлений, индуцированных постселекцией, с помощью формализма двунаправленных во времени состояний

Получено обобщение ранее предложенного формализма векторов плотности два-состояний (two-state density vectors) [Aharonov et al. 1964, Silva et al. 2014, Vaidman et al. 2017], предназначенного для описания квантовых экспериментов с постселекцией, на случай постселекции, задаваемой произвольным эффектом положительной операторно-значной меры. Показано, что стандартный формализм, не учитывающий постселекцию, и ранее предложенный двувекторный формализм являются предельными частными случаями нового разработанного формализма. Показано, что возникающее в этом формализме описание состояния квантового объекта, названное двунаправленным во времени состоянием, математически эквивалентно двухчастичной матрице плотности. Доказана возможность "очищения" данных состояний, а также разработаны две практические схемы томографии однокубитных двунаправленных во времени состояний на основе измерений во взаимно несмещенных базисах (mutually unbiased bases) и симметричных информационно полных измерений. Проведена экспериментальная демонстрация разработанных схем в рамках наблюдения локального распространения квантового состояния в протоколе квантовой телепортации, реализованном на сверхпроводниковом облачном квантовом процессоре.