Enhanced quantum coherence in exchange coupled spins via singlet-triplet transitions
在单原子尺度上对自旋态的操纵是基于自旋的量子信息处理和自旋电子器件的基础。这样的应用需要保护自旋态免受由于与环境的相互作用而引起的量子退相干。虽然单个自旋很容易被破坏，但耦合自旋系统可以通过采用不受磁场波动影响的状态子空间来抵抗退相干。在这里，我们设计了两个自旋为1/2的原子的电子自旋之间的磁相互作用，以创建时钟跃迁，从而增强它们的自旋相干性。为了构建和电访问所需的自旋结构，我们在扫描隧道显微镜（STM）中使用原子操纵结合电子自旋共振（ESR）。我们发现，由单重态和三重态组成的二能级系统对局域和全局磁场噪声不敏感，导致自旋相干时间比单个原子长得多。此外，自旋退相干与隧穿电子的相互作用所产生的显着减少了零差读出的ESR。这些结果表明，原子精确的自旋结构可以被设计和组装，以产生增强的量子相干性。
2018-07-11 cond-mat.mes-hall
Decoherence enhanced quantum measurement of a quantum dot spin qubit
通过测量耦合在双量子点上的量子点接触中的电流噪声，研究了声子对直接测量双量子点中两电子自旋态的影响.我们表明，虽然声子的影响是有害的过程中，在极低的温度下的自旋量子点实验的特点，甚至可能是致命的，增加温度导致复苏的计划的有用性。此外，在较高但仍然合理的低温下，声子效应对测量方案变得有利，并且导致自旋单重态噪声的增强而不干扰低自旋三重态噪声。因此，可以利用被测系统与开放玻色子环境的不可控相互作用来增加被测状态之间的可测量性。
2013-12-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
Decoherence Resilience of the Non-Hermitian Skin Effect
Anhui University（安徽大学）；Southeast University（东南大学）；Politecnico di Milano（米兰理工大学）；IFISC (UIB-CSIC), Instituto de Fisica Interdisciplinary Sistemas Complejos（复杂系统跨物理研究所 (UIB-CSIC)）
研究通过光子量子行走实验，探讨退相干对非厄米特皮肤效应的影响，发现退相干可增强其传输效率，而幅值阻尼则抑制该效应。
2026-04-14 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
A Thickness Dependent Enhancement of Optical Resolution in the Vicinity of an Epsilon-near-zero Slab
最近的研究报告，ε近零（ENZ）薄板之间的样品和基板有助于提高光学系统的空间分辨率。在这里，我们调查的分辨率增强的ENZ厚度依赖性。利用边缘响应函数，直接测量了对金属薄膜锐边成像时光学系统的分辨率。实验结果表明，ENZ薄膜的最佳厚度为700 nm，在8 μm波长处的分辨率为11 μm。由于ENZ板的高分辨率，我们成功地成像亚波长狭缝阵列。
2016-05-23 cond-mat.mes-hall
Enhanced interaction effects in the vicinity of the topological transition
拓扑转变附近的金属可以粗略地看作由两组电子组成。第一组是占据大部分布里渊区的“体”电子。第二组是波矢接近拓扑转变点的电子。第一组电子的动能$\tilde{E}_F$远大于第二组电子的动能$E_F$。由于第二组电子的速度较慢，这些电子的相互作用效应更加明显。我们进行了计算，说明第二组的电子是负责非弹性寿命，使其非常短，使准粒子的概念适用于这些电子只有边缘。我们还表明，相互作用重整化的光谱附近的拓扑转变的电子，重整化的光谱的参数强烈依赖于接近过渡。另一个随着费米能级扫过跃迁而急剧演化的多体效应是第二群电子在杂质周围产生的电子密度的弗里德尔振荡。这些振荡是强烈的各向异性与周期取决于方向。这些振荡的电子散射引起的温度依赖的弹道修正的电导率。
2019-07-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Frustration of decoherence in $Y$-shaped superconducting Josephson networks
我们研究了凝聚态系统中相关杂质可能有助于设计具有增强相干行为的量子器件的可能性。为此，我们分析了一个描述Y形超导约瑟夫森网络的场论模型.我们表明，一个新的有限耦合稳定的红外固定点出现在它的相图中，然后我们明确的证据表明，当工程运行在这个新的固定点附近，Y形网络支持二能级量子系统，与环境的纠缠是受挫。我们简要地解决工程有限尺寸超导器件与增强量子相干性这一结果的潜在相关性。我们的方法使用边界共形场论，因为它自然允许的相位滑移（瞬子），描述简并水平之间的量子隧穿的场论处理。
2008-07-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Rashba spin-orbit interaction enhanced by graphene in-plane deformations
石墨烯存在于单层碳晶体中，其中2个$p_z$电子在费米能级附近显示线性色散关系，方便地由$2+1$时空中的无质量狄拉克方程描述。自旋轨道效应在能带结构中打开了一个间隙，并为操纵导电电子自旋提供了前景。在石墨烯中操纵自旋-轨道耦合的方法通常通过对金属的邻近效应来评估，所述金属不损害未扰动系统的迁移率并且可能在石墨烯层中引起应变。在这项工作中，我们探讨了$\rm{U(1)}\times SU(2)$规范场，从一个垂直的电场下的石墨烯片均匀拉伸的结果。考虑这样的变形是特别相关的，因为从紧束缚和DFT计算中已知的小键变形的Rashba耦合在30-50%之间的反直觉增强。我们报告的可访问的变化，可以操作的能带结构在附近的K点作为变形强度和方向的函数。
2017-04-03 cond-mat.mes-hall
System-environmental entanglement in critical spin systems under $ZZ$-decoherence and its relation to strong and weak symmetries
本研究探究$ZZ$-退相干下临界自旋链的系统-环境纠缠（SEE），发现其标度律中与系统尺寸无关的$g$函数在退相干相变附近突变，确定了XXZ模型的相变位置，并从Rényi-2香农熵角度解释了SEE数值为单点$Z$-退相干情形两倍的行为起源。
2025-09-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Collectively enhanced quantum measurements at the Heisenberg limit
量子增强测量使用量子力学效应，以提高经典量测量的灵敏度，例如光学腔的长度。主要目标是超越标准量子极限（SQL），即1/ \sqrt{N}阶的不确定性，其中N是量子资源的数量（例如使用的光子或原子的数量），并实现1/N的缩放，称为海森堡极限。到目前为止，很少有实验证明了对SQL的改进。所需的量子态通常是高度纠缠的，难以产生，并且非常容易退相干。在这里，我们表明，海森堡有限的测量可以实现不使用纠缠态的量子资源耦合到一个共同的环境，可以测量至少部分。该方法在退相干下是鲁棒的，事实上，集体退相干本身的参数依赖性可以用来达到1/N的标度。
2011-03-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Role of Nuclear Quadrupole Coupling on Decoherence and Relaxation of Central Spins in Quantum Dots
半导体量子点中应变诱导的局域电场梯度可以耦合到核自旋的四极矩。我们发展了一个理论，描述了这种四极耦合（QC）的影响，电子和空穴的“中心”自旋定位在这样的点的自旋放大器。我们发现，当QC强度相当于或大于核与中心自旋之间的超精细耦合强度时，中心自旋的弛豫速率强烈增强，并且可以是指数的。我们证明了一个很好的协议与最近的实验自旋弛豫空穴掺杂（In，Ga）As自组装量子点。
2012-09-12 cond-mat.mes-hall quant-ph
Spin diffusion equation in superconductors in the vicinity of Tc
本文从微观上导出了超导转变温度Tc附近s波超导体中的自旋扩散方程。将弛豫函数和响应函数之间的一般关系应用于当前的自旋扩散问题，我们研究了自旋弛豫时间和自旋扩散系数在超导态下如何重整化。分析表明，低于Tc，自旋弛豫时间和自旋扩散系数都增加，导致自旋扩散长度的增加。这一结果可以解释最近在Py/Nb/Pt系统中观察到的Tc以下的增强的自旋泵浦信号，该系统没有相干峰效应。
2018-12-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Single-shot readout of a solid-state spin in a decoherence-free subspace
量子点分子的高效单光子发射能力使其成为量子信息处理的有前途的平台。此外，量子点分子具有“无退相干”的子空间，使得自旋量子比特具有长相干时间。为了有效地读出该子空间内的自旋状态，需要光学循环源自量子点分子内的三重态流形的隔离跃迁。我们提出并从理论上研究了一个两阶段的自旋读出协议在这个消相干的自由子空间，允许单次读出性能。该过程包括微波$π$脉冲和光学循环的孤立的过渡，这诱导荧光，使我们能够识别初始自旋状态。该协议提供了增强的读出保真度相比，以前的计划，依赖于强烈衰减到多个基态或需要长时间的初始化，通过缓慢的，光学禁戒跃迁的跃迁的激发。通过模拟的协议的性能，我们表明，超过97%的最佳自旋读出保真度和单次读出性能是可以实现的光子收集效率仅为0.12%。在无消相干子空间内的这种现实光子收集条件下的这种高读出性能扩展了量子点分子作为量子网络的构建块的潜力。
2021-03-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
Identifying optimal magnetic field configurations for decoherence mitigation of boron vacancies in hexagonal boron nitride
Indian Institute of Technology Madras（印度理工学院马德拉斯分校）；UCL（伦敦大学学院）；SIAS, Krea University（克里亚大学斯里城市国际应用科学学院）
本文通过优化磁场配置来抑制六方氮化硼中硼空位的退相干，提出了一种基于自旋哈密顿量的数值模拟方法和解析模型，展示了在特定区域可实现显著退相干抑制。
2025-11-19 cond-mat.mes-hall quant-ph
Correlated decoherence in a common environment activated by relative motion
Shandong Institute of Petroleum and Chemical Technology（山东石油化工学院）；Chuxiong Normal College（楚雄师范学院）
研究相对运动下两个分离子系统与共同环境的耦合，揭示了相对运动通过多普勒频移谱重叠引发相关退相干机制，建立运动诱导激发与开放量子系统退相干的直接联系。
2026-07-31 cond-mat.mes-hall quant-ph
A coherence sweet spot with enhanced dipolar coupling
本文展示了一种无需折中的 singlet-triplet 量子比特，在 InAs 纳米线双量子点中实现了最大化驱动场偶极耦合并最小化退相干的最佳点，为下一代量子比特技术铺路。
2024-05-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Collectively Enhanced Interactions in Solid-state Spin Qubits
我们提出并分析了一种技术，以集体增强由随机网络的自旋量子位组成的固态量子寄存器之间的相互作用。在这样的系统中，无序的偶极相互作用通常导致局部化。在这里，我们证明了一个单一的集体离域本征模的出现，因为一个打开横向磁场。这种对称集体模式和远程自旋量子位之间的相互作用强度通过参与离域模式的自旋数量的平方根来增强。通过这种集体增强，远程自旋寄存器之间的远程量子逻辑可以发生在与光学寻址一致的距离处。讨论了利用金刚石中氮空位缺陷的具体实现，并考虑了退相干的影响。
2013-04-26 cond-mat.mes-hall quant-ph
Theory of interaction-dependent instability in quantum detection by means of Luttinger liquid tunnel junction: a rigorous theorem
研究了Luttinger液体量子点接触（QPC）中电荷-量子比特库仑相互作用引起的低温退相干。研究了Luttinger液体QPC的量子探测特性。它示出，在低温限制各自的微扰退相干和信息时标的获取都趋于发散，因此，阴影这样的量子系统的低温量子检测的真实画面。本文证明了两个关于任意Luttinger液体隧道哈密顿量的Keldysh轮廓有序T指数的精确重幂的一般数学陈述（S定理和S引理）。作为结果，退相干和获取信息的时间尺度，以及QPC量子探测器的效率率精确计算，并显示出有一个显着的依赖于在QPC的一维引线的电子之间的排斥相互作用。在值$ g_{cr}(T) $附近发现QPC量子检测器效率$ Q $随着$ g $的增加而突然降低，这代表了在确定的足够低的温度$ T_{cr}(g) $下任何Luttinger液体QPC量子检测器的所有量子检测过程的相互作用相关不稳定性的指纹。这些影响背后的原因进行了讨论。此外，还表明这种低温检测不稳定性效应能够解释两个公知实验中预期的和观察到的退相干时间尺度之间的大的不清楚的失配（J.Gorman，D. G. Hasko，D. A. Williams，Phys.Rev.Lett.，95，090502（2005）; K.D.Petersson，J.R.Petta，H.Lu，A.C.Gossard，Phys.Rev.Lett.，105，246804（2010）…
2018-07-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el math-ph
Tunable plasmon-enhanced second-order optical nonlinearity in transition metal dichalcogenide nanotriangles
发展具有高非线性极化率的纳米材料是非线性纳米光子学的关键。我们发现，过渡金属-二硫属化物（TMD）纳米三角形有一个大的有效的二阶极化率[ $χ^{(2)}$ ]在中红外到近红外频率，由于其破缺的中心对称性。$χ^{(2)}$在考虑耗散和屏蔽的密度矩阵形式中计算。$χ^{(2)}$在双光子共振（由几何结构指定）和等离子体共振（通过载流子密度可调谐）附近具有峰值。对齐的共振产生高达$10^{-6}$ m/V的$χ^{(2)}$的值。这些发现强调了非线性纳米光子学，特别是二次谐波产生的TMD纳米三角形的潜力。
2021-03-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Long-time electron spin storage via dynamical suppression of hyperfine-induced decoherence in a quantum dot
在量子点中，通过使电子经历合适的动态退耦序列，可以显著增加由核自旋环境引起的电子自旋退耦的相干时间。我们分析了高层次的解耦协议的性能，通过使用分析和精确的数值方法相结合，并特别注意大脉冲间延迟和长时间的动态，这是超出了标准的平均哈密顿理论描述的制度。我们证明，动态解耦可以保持有效的远远超出其正式域的适用性，并发现，利用级联设计的协议提供了最佳的性能，该系统在相关的参数范围内。在初始电子状态是已知的情况下，能够完全冻结退相干在很长一段时间的协议的构建和特征。还评估了系统和对照非理想性的影响，包括浴内偶极相互作用、磁场偏置和浴极化以及系统脉冲缺陷的影响。虽然小的偏置场和小的浴极化降低了去耦保真度，但增强的性能和时间调制来自于强的施加场和高极化。总体而言，我们发现，如果控制参数的相对误差不超过5%，解耦协议仍然可以延长相干时间高达两个数量级。
2008-01-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.other quant-ph
