囚禁离子机械振子的序列化模变量位置与动量测量

位置与动量可观测量的非对易性是量子物理的标志性特征。然而，这种不相容性并不扩展到在这些基本变量上呈周期性的可观测变量。此类模变量已被建议用于容错量子计算和增强量子传感。在这里，我们利用依赖于态的位移和预示性无损读出，在单个囚禁离子的振荡运动中实现了模变量的序列测量。我们通过在各种输入态下展示连续测量之间的无时间信号传递，研究了模变量可观测量的对易性质。在量子干涉存在的情况下（我们使用压缩输入态增强了这种干涉），不同周期性的测量会表现出时间信号传递。序列测量使我们能够提取模变量的双时间关联函数，并以此违反 Leggett-Garg 不等式。这些实验涉及多达 8 个相干、压缩或 Fock 态波包的多分量叠加的控制与相干性。时间信号传递以及 Leggett-Garg 不等式可作为有效的量子见证，我们在此使用机械振子对其进行探测，该系统具有从量子到经典领域的自然过渡。