Decoherence effects on local quantum Fisher information and quantum coherence in a spin-1/2 Ising-XYZ chain
本文研究自旋-1/2 Ising-XYZ链中退相干对局域量子Fisher信息与量子相干性的影响，揭示Ising相互作用增强纠缠、环境重分配降低相干性，且局域量子Fisher信息在特定情形下比相干性更鲁棒。
2024-06-14 quant-ph
Decoherence and energy flow in the sunburst quantum Ising model
本研究针对太阳爆发量子伊辛模型的猝灭后动力学，分析外部量子比特的退相干与能量存储，提出相变附近的动力学FSS框架并验证标度规律，同时探讨外部比特间耦合的作用。
2022-05-02 cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum critical behaviors and decoherence of weakly coupled quantum Ising models within an isolated global system
讨论了由弱相互作用多体子系统组成的孤立复合系统的量子动力学。我们专注于子系统之一，S，并研究其量子相关性和退相干率的弱耦合互补部分E的状态，它代表的环境的依赖关系。作为一个理论实验室，我们考虑一个复合系统的两个堆叠的量子伊辛链，局部和均匀弱耦合。其中一个链与被审查的子系统S相对应，另一个链与环境E相对应。我们研究了S在平衡态下的行为，当全局系统处于其基态时，以及在非平衡态下，当全局系统在S和E之间的耦合的软淬火后幺正演化时。当S在弱耦合区域发展量子临界关联时，相关的标度行为关键地取决于E的量子态，无论它是由短程关联（类似于封闭系统中表征无序相的那些）、代数衰减关联（临界系统的典型特征）还是长程关联（磁化有序相的典型特征）表征。特别是，不同的标度行为，取决于E的状态，观察到的子系统S的退相干，所示的不同的幂律发散的退相干敏感性，量化的相干性的敏感性与E的相互作用。
2022-09-14 cond-mat.stat-mech quant-ph
Strong and weak symmetries and their spontaneous symmetry breaking in mixed states emerging from the quantum Ising model under multiple decoherence
本文研究一维横场伊辛模型在两类退相干作用下涌现的混合态，利用双重希尔伯特空间中的MPS过滤操作将其映射到量子Ashkin-Teller模型，并通过强、弱Z2对称性及Rényi-2关联函数等序参量刻画混合态之间的相变。
2025-01-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Dynamical quantum correlations of Ising models on an arbitrary lattice and their resilience to decoherence
伊辛模型和由它们描述的物理系统在产生用于量子精密测量和量子信息的纠缠态方面起着核心作用。特别是，超冷原子气体、囚禁离子系统和里德伯原子实现了长程伊辛模型，即使在没有横场的情况下，也可以产生高度非经典的动力学和长程量子关联。在本文的第一部分中，我们提出了一个详细的理论框架，用于研究驱动（在时间t=0）到任意非纠缠非平衡态态的系统的动力学，从而大大扩展和统一了参考文献[1]的工作。具体来说，我们推导出精确的表达式封闭的时间路径有序的关联函数，并使用这些来研究实验相关的可观测量，例如布洛赫矢量和自旋压缩动力学。在第二部分中，我们利用这些关联函数导出了在T_1（自发自旋弛豫/激发）和T_2（退相）两种退相干过程中任意自旋-自旋关联函数动力学的闭式表达式。即使退相干是局域的，我们的解也揭示了伊辛动力学和T_1退相干之间的竞争引起了一种涌现的非局域退相效应，从而极大地放大了量子关联的退化.除了确定这种有害影响的机制，我们的解决方案指向一个计划，以消除它通过测量为基础的相干反馈。
2013-06-02 cond-mat.quant-gas quant-ph
Transverse Ising Model: Markovian evolution of classical and quantum correlations under decoherence
一维横向伊辛模型（TIM）是最简单的具有量子相变（QPT）的模型。已知与量子信息理论测量（如纠缠、量子不和谐（QD）和保真度）相关的量子点提供QPT的签名。当量子系统由于其与环境的相互作用（由量子信道表示）而受到退相干时，这个问题就不那么好研究了。本文研究了量子点测量的互信息$I(ρ_{AB})$、经典关联$C(ρ_{AB})$和量子关联$Q(ρ_{AB})$在双比特态中的动力学行为，其中双比特态的密度矩阵是由一维TIM的基态得到的约化密度矩阵.假设系统与环境相互作用所引起的时间演化是马尔可夫性质的，所考虑的量子信道是振幅阻尼、位翻转、相位翻转和位相位翻转。每个量子信道被示出为由特定类型的动力学来区分。在相位翻转通道的情况下，有一个有限的时间间隔，其中量子相关性在幅度上大于经典相关性。对于该信道以及比特相位翻转信道，可以导出与相关性的动态相关联的适当的量，其用信号通知QPT的发生。
2012-01-24 cond-mat.stat-mech quant-ph
Decoherence by engineered quantum baths
我们介绍，并确定退相干，广泛的一类非平凡的量子自旋浴，其中包括伊辛，XY和海森堡普遍性类耦合到一个两级系统。对于XY和伊辛普适类，我们提供了一个精确的表达式的衰减的损失的相干超出的情况下，一个中心的自旋均匀耦合到所有的自旋的浴已讨论到目前为止，在文献中。在海森堡自旋浴的情况下，我们研究了退相干的时间依赖的密度矩阵重整化群的手段。我们展示了如何通过使用光晶格中的原子来设计这些浴。
2006-05-05 cond-mat.other quant-ph
Decoherence in quantum systems in a static gravitational field
研究了静态引力场中局域态在不同位置的叠加态的量子小系统。不同位置之间的相关性的时间演化的调查，它是可以看出，有两个时间尺度这样的演变（退相干）。两个时间尺度都与两点之间的红移差成反比。这些时间尺度对应于在时间上分别为线性和二次的退相干。
2016-10-08 gr-qc quant-ph
Diagnosis of information scrambling from Hamiltonian evolution under decoherence
我们应用一个基于Hayden-Preskill思想实验的量子隐形传态协议来量化一个给定的量子演化是如何混乱的。当用于诊断存在源于噪声量子器件的退相干效应的信息置乱时，它具有优于直接测量的时间外的有序置乱器的优点。我们证明了协议，通过将其应用到两个物理系统：伊辛自旋链和SU（2）格点杨米尔斯理论。为此，我们数值模拟的时间演化的两个理论的哈密顿形式主义。格Yang-Mills理论是在Kogut-Susskind形式的基础上通过适当的Hilbert空间截断来实现的。在两条腿的阶梯几何上，它可以被映射成自旋链，我们称之为Yang-Mills-伊辛模型，并且可以直接应用于未来的数字量子模拟.我们发现，Yang-Mills-伊辛模型在后期表现出信息置乱的信号。
2021-09-24 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech hep-lat
Aspects of the decoherence in high spin environments: Breakdown of the mean-field approximation
对自旋系统中量子比特退相干的研究几乎局限于自旋$\frac{1}{2}$粒子构成的环境。在本文中，我们考虑的环境，是由粒子的更高的自旋，我们调查的后果量子位耦合到这样的浴通过海森堡$XY$和伊辛相互作用的动力学。结果表明，虽然在这两种情况下的短时间衰减得到更快的自旋的幅度增加，渐近行为表现出改善的消相干的抑制时，耦合是通过海森堡$XY$相互作用。在横向伊辛模型的情况下，我们发现，平均场近似打破了高值的自旋。
2022-07-07 quant-ph
Note on the local calculation of decoherence of quantum superposition in the static black holes
Qufu Normal University（曲阜师范大学）；Stony Brook University（石溪大学）
研究Schwarzschild和Reissner-Nordström黑洞中静态粒子量子空间叠加的退相干，通过相干态生成和Wightman函数推导退相干泛函的局域表达式，发现退相干行为依赖于环境场的量子态，Unruh和Hartle-Hawking真空中的热效应可导致非零退相干。
2026-06-15 gr-qc hep-th quant-ph
Extracting the Central Charge of Conformal Field Theory by Central Spin Decoherence
共形不变性强有力地限制了具有短程相互作用的二维经典系统的临界行为，二维临界理论由称为中心荷或共形反常$c$的维数参数化。然而，共形场论的中心荷的实验测定还没有做过。本文提出从耦合到二维晶格模型的探针自旋的量子退相干测量中提取二维晶格模型临界点对应的共形场论的中心荷。共形不变性预测，在一个共形不变的临界点的二维系统的自由能的领先的有限尺寸校正是线性相关的各种边界条件的共形异常。热力学全息术的最新发现使我们能够从中心自旋退相干测量中获得多体系统的自由能。因此，共形场论的中心荷可以从中心自旋退相干测量中提取出来。将该方法应用到二维Ising模型中，得到了二维伊辛模型的中心荷的精确提取.这一工作为在各种二维格点系统中提取共形场论的中心荷提供了一种有用的方法。
2017-06-14 cond-mat.stat-mech quant-ph
Probing Yang-Lee Edge Singularity by Central Spin Decoherence
Yang-Lee边奇点是复物理参数平面上自由能的分支点，是相变的最简单普适类。然而，杨-李边缘奇点并没有被认为是实验上可观察到的，因为它们发生在复杂的物理参数，这是非物理的。最近发现的配分函数与探测自旋相干性之间的关系，使得在实验上可以接近物理参量的复平面。然而，如何在多体系统中提取临界点和临界指数的杨-李边缘奇异性，这只发生在热力学极限，仍然是难以捉摸的。本文证明了耦合到有限大小Ising型自旋系统的探针自旋的量子相干性在Yang-Lee边奇异性附近呈现普适的标度行为。探测自旋的量子相干性的有限尺寸标度行为预示着可以从耦合到有限Ising型自旋系统的探测自旋的自旋相干性测量中提取热力学极限下Ising型自旋系统的Yang-Lee边奇异性的临界点和临界指数.这一发现为研究多体系统Yang-Lee边奇点的性质提供了一种实用的方法。
2016-12-27 cond-mat.stat-mech quant-ph
Decoherence induced continuous pointer states
研究了正温度下线性耦合声子场的无限量子自旋系统在马尔可夫近似下的约化动力学。所实现的对角化导致选择对应于一维伊辛模型的配置空间的指针状态的连续族。这样的族提供了具有连续读数的装置的数学描述。
2002-08-06 quant-ph
Stabilizing coherence with nested environments: a numerical study using kicked Ising models
我们研究耦合自旋的三重系统，其中第一组一个或两个自旋是我们的中心系统，它耦合到所考虑的另一组（近环境），进而耦合到第三组（远环境）。所考虑的动力学是量子混沌动力学制度中的广义踢自旋链。这允许测试最近的结果表明，远环境的存在，耦合到近环境，减缓中央系统的退相干。经过广泛的数值研究，我们确认以前的结果的极值和特殊情况。特别是，在各种各样的情况下，近和远环境之间越来越大的耦合，减缓退相干，如纯度所测量的，并保护内部纠缠。
2015-12-24 quant-ph
Decoherence of a quantum memory coupled to a collective spin bath
我们研究了耦合到相互作用自旋浴的单个量子比特的量子动力学，作为固态量子存储器中退相干的模型。自旋浴由Lipkin-Meshkov-Glick模型描述，并且浴自旋经受横向磁场。我们调查的量子位相互作用通过伊辛或XY型耦合项浴自旋的不同大小的子集。浴的大程度的对称性使我们能够找到参数制度，其中初始量子位状态在量子位制备后在明确定义的时间恢复。这些时间可以变得与大浴槽的浴槽尺寸无关，从而即使在存在与浴槽的强耦合的情况下也能够实现忠实的量子位存储。我们分析了大量的参数，并确定了最适合量子存储器的参数。一般情况下，我们发现量子比特和浴自旋之间的少量链接导致更少的退相干，量子比特和浴自旋之间的伊辛耦合系统是优选的。
2010-05-26 quant-ph
Role of Single Qubit Decoherence Time in Adiabatic Quantum Computation
通过考虑Ising自旋玻璃系统，利用数值方法研究了绝热量子计算机在马尔可夫欧姆环境中的演化，该系统通过两个共轭自由度与该环境耦合，最多可达20个量子比特.所需的计算时间被证明是一个孤立系，是相同的顺序，并不受单量子比特的退相干时间$T_2^*$，即使当最小间隙是远远小于温度和退相干引起的能级展宽。对于较小的最小间隙，系统可以用仅纵向耦合的有效两态模型来描述。
2009-09-17 cond-mat.mes-hall quant-ph
Decoherence induced by interacting quantum spin baths
研究了耦合到一维量子自旋链上的二能级系统的退相干。我们考虑的情况下，链的动力学是由伊辛，XY，或海森堡交换哈密顿量。这种量子浴模型对于理解开放量子系统中的退相干具有根本的重要性，因为它可以通过使用光晶格中的原子进行实验设计。作为一个例子，在这里，我们展示了如何实现一个耦合到相互作用的自旋浴量子位系统的纯退相模型。我们提供的结果，超越了中央自旋均匀耦合到所有的自旋浴的情况下，特别是显示会发生什么时，浴进入不同的阶段，或成为关键;我们还研究了相干损失对系统耦合到的浴自旋的数量的依赖性，并且我们描述了其中退相干表现出普遍特征的耦合无关的状态，而不管系统-环境耦合强度如何。最后，我们建立了退相干和浴内纠缠之间的关系。对于Ising和XY模型，我们能够给出相干态衰减的精确表达式，而对于Heisenberg浴，我们借助于数值的含时密度矩阵重整化群.
2006-11-23 cond-mat.other quant-ph
Effects of local decoherence on quantum critical metrology
在量子临界点处对系统的参数变化的发散响应激发了量子精密测量的方案，其特征在于灵敏度与系统尺寸的亚海森堡缩放（例如，粒子数）。这种灵敏度的增强从根本上植根于薛定谔猫态的形成，或在量子临界点的宏观叠加态。然而，猫态对于由单个粒子上的局部噪声或与局部环境的耦合引起的退相干是脆弱的，因为任何粒子的局部退相干都会导致整个猫态的崩溃。因此，目前还不清楚量子临界计量学的亚海森堡标度是否对局域退相干具有鲁棒性。本文以一维横场伊辛模型为例，研究了局域退相干对量子临界计量学的影响。基于以前的工作[物理学。94，047201（2005）]中讨论了噪声伊辛模型的临界行为，表明量子临界性的普适类被退相干修正，我们发现标准量子极限被单粒子退相干恢复，这相当于由环境进行的局部量子测量，在量子临界点的基态中的体纠缠。根据重整化群分析[Phys.Rev.B69，054426（2004）]，我们认为噪声对量子临界计量学的影响应该是普适的。这一工作证明了保护宏观量子相干性对于基于临界行为的量子传感的重要性。
2021-07-21 quant-ph
Operator fidelity susceptibility, decoherence and quantum criticality
将量子保真度的概念从态空间水平推广到算符水平，可以用来研究环境诱导的退相干。状态依赖算子保真度可接受性（OFS），略有不同的运营商参数的领先的顺序项，被证明有一个非平凡的行为时，环境是在临界点。两种不同的贡献OFS确定有不同的物理起源和时间依赖性。得到了横向场中由伊辛模型描述的熔池引起的有限温度退相干的精确结果。
2008-07-12 quant-ph
Decoherence dynamics of qubits coupled to systems at quantum transitions
研究了在量子跃迁时，两能级（量子比特）系统与环境多体系统均匀耦合的退相干性质，包括连续和一阶量子跃迁.特别地，我们考虑d维量子伊辛模型作为环境系统。我们从量子比特的纯态和环境系统的基态出发，研究了量子比特退相干随量子整体演化的动力学过程。这个问题在动态有限尺寸标度框架内讨论。我们分析了适当的量子位退相干函数的动态有限尺寸标度。在连续的量子跃迁中，他们发展出环境系统大小的幂律，相对于环境系统处于正常的非临界条件下的情况，量子比特退相干的增长率大大增强。在一阶量子跃迁时，量子比特退相干增长率的增强要大得多，当环境系统的大小增加时，导致指数律。
2018-12-02 cond-mat.stat-mech quant-ph
Algebraic versus exponential decoherence in dissipative many-particle systems
在量子多体系统中，耗散和内部相互作用之间的相互作用产生了大量的新现象。本文利用含时密度矩阵重整化群（tDMRG）研究了自旋为1/2的链与马尔可夫环境的均匀局域耦合。对于开放的XXZ模型，我们发现退相干时间在热力学极限下发散。相干性衰减是代数的而不是指数的。这是由于在相应的刘维超算子的频谱消失的差距，可以解释的基础上的微扰处理。相反，在开放的横向场伊辛模型的消相干被发现总是指数。在这种情况下，内部相互作用可以促进和阻碍环境诱导的退相干。
2013-10-22 cond-mat.str-el quant-ph
Information scrambling vs. decoherence -- two competing sinks for entropy
量子信息置乱是解决信息悖论的一种可能途径。在这个范例中，假设所有进入黑洞的信息都是快速而混乱地分布在事件视界中，使得不可能通过任何局部测量来重建信息。然而，在这种情况下，退相干的影响通常被忽略，这可能会使信息扰频在宇宙学环境中毫无意义。在这项工作中，我们开发的热力学描述的开放量子系统中的信息置乱的关键步骤。特别是，我们分开的熵产生的贡献所产生的混乱和退相干，我们得出的第二定律的陈述。这是补充的Sachdev-Ye-Kitaev，Maldacena-Qi，XXX，混合场伊辛，Lipkin-Meshkov-Glick模型中存在的能量或计算基础的退相干的数值研究。
2020-08-12 cond-mat.stat-mech hep-th quant-ph
Dephasing in the central spin problem with long-range Ising spin-bath coupling
本文证明了中心自旋模型中存在无序和多种耦合形式时退相位的高斯近似的有效性，并发现短程耦合下该近似失效，为量子技术中的退相干研究提供理论框架。
2024-09-19 quant-ph
Two Toy Spin Chain Models of Decoherence
本文通过两个玩具自旋链模型研究中心自旋与自旋浴耦合的退相干动力学，分别考虑伊辛浴和横向耦合自旋波浴，并分析了静态与含时系统-浴耦合两种情形。
2024-05-06 cond-mat.other quant-ph
Simulation of static and random errors on Grover's search algorithm implemented in a Ising nuclear spin chain quantum computer with few qubits
我们认为格罗弗的搜索算法的模型量子计算机上实现的链上的四个或五个核自旋与第一和第二邻居伊辛相互作用。根据外部场的随机波动，噪声被引入到系统中。通过对算法的多次重复求平均，输出状态实际上变成混合状态。我们研究它与算法的标称输出状态的重叠，这被称为保真度。我们发现作为噪声强度的函数的保真度的指数或高斯衰减，这取决于噪声的类型（静态或随机）以及是否应用误差抑制（2pi k方法）。
2009-11-27 quant-ph
Decoherence in a dynamical quantum phase transition
受绝热量子算法和量子相变之间的相似性的启发，我们研究了退相干对扫描通过一个二阶量子相变的横场中的伊辛链的典型例子的影响，并将其与绝热版本的Grovers搜索算法进行比较，该算法显示一阶量子相变。对于独立于位置和依赖于位置的耦合强度以及不同的算子耦合，结果表明（与一阶跃迁相反）由弱耦合到相当一般的环境引起的退相干的影响随着系统大小而增加（即，自旋/量子位的数量）。这可能会限制相应的绝热量子算法的可扩展性。
2010-04-15 quant-ph
Probing Conformal Invariant of Non-unitary Two-Dimensional Systems by Central Spin Decoherence
二维非么正临界理论的普适性类是由一个维数来表征的，称为中心荷或共形反常。共形不变性预言了二维系统在共形不变临界点处自由能的主导有限尺寸修正与相应的共形场论的中心荷线性相关。然而，非么正共形不变临界理论的中心荷的实验测定还没有完成，这是由于非么正理论中存在复杂参数的固有困难，而非物理的。本文提出从耦合到二维晶格模型的探测自旋的量子相干性测量中提取二维晶格模型的非幺正共形不变临界点的中心荷。最近的一个发现表明，耦合到浴中的探针自旋的量子退相干与浴的配分函数成正比，且具有复参数。因此，非幺正共形场论的中心荷可以从耦合到浴槽的探针自旋的量子退相干测量中提取。我们将该方法应用于一个典型的非酉共形不变临界理论，即二维Ising模型的Yang-Lee边奇异性，得到了二维伊辛模型的Yang-Lee边奇异性的中心荷，并检验了非酉共形场论的其他预言.这一工作为非幺正共形场论中心荷的首次实验观测铺平了道路。
2018-02-26 cond-mat.stat-mech quant-ph
Intrinsic decoherence in isolated quantum systems
研究了孤立量子系统在其自身动力学作用下的内禀无序诱导退相干。具体来说，我们研究了特征时间尺度（即，退相干时间）与失去其初始状态的记忆的相互作用多体系统相关联。为了表征初始状态记忆的擦除，我们定义了一个时间尺度，内在的退相干时间，阈值的无序平均返回概率的逐渐衰减。我们证明了在不同的模型中，系统的大小无关的内禀退相干时间，我们研究了它的依赖于无序强度。我们发现，内禀退相干时间随着无序强度的增加而单调增加，这与局部可测量的弛豫一致。我们研究了几种相互作用的自旋（例如，伊辛和海森堡）和费米子（例如，Anderson和Aubry-André）模型来获得作为无序和相互作用强度的函数的内禀退相干时间。
2017-01-09 cond-mat.dis-nn quant-ph
Dissipative transverse-field Ising model: steady-state correlations and spin squeezing
我们研究了具有无限程耦合和每个位置的自发发射的横向场伊辛模型。我们发现，由于横场的存在，在稳态下存在自旋压缩。这意味着尽管有来自自发发射的退相干，仍然存在纠缠。我们分析计算波动超出平均场论使用相空间的方法，这涉及到转换成一个福克-普朗克方程的维格纳函数的主方程。我们的计算是相关的，目前的实验与被困离子。
2013-10-30 cond-mat.quant-gas nlin.CD quant-ph
Optimization of Static Potentials for Large Delocalization and Non-Gaussian Quantum Dynamics of Levitated Nanoparticles Under Decoherence
本文提出一种优化方法，通过考虑位置相关噪声源确定悬浮纳米粒子的最优静态势，以生成大退局域和非高斯量子态，并引入相干长度与相干立方性作为特征指标，经四次势验证及全量子动力学模拟基准测试证明其有效性。
2024-06-28 quant-ph
Decoherence-controlled collective criticality in a two-dimensional quantum Stag Hunt
Florida State University（佛罗里达州立大学）
本研究针对嵌入正方形晶格的 EWL stag hunt 博弈，探究不同退相干通道对其微观策略中性条件及集体临界性的影响，发现退极化可驱动二维伊辛临界点，而相位阻尼、振幅阻尼表现出不同特性。
2026-10-06 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Separability transitions in topological states induced by local decoherence
本文从可分性角度研究了内禀拓扑序态在局部退相干下的行为，发现退相干引发的可分性相变与主动纠错阈值精确一致，并证明退相干密度矩阵在特定阈值下可表示为短程纠缠态的凸和。
2024-04-10 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el hep-th
Decoherence of spin echoes
我们定义了一个量，即所谓的纯度保真度，它测量由于退相干而导致的动力学不可逆性的速率，例如在回波实验中观察到的，在总（系统+环境）哈密顿量存在任意小扰动的情况下。我们推导出一个线性响应公式的纯度保真度的积分时间关联函数的扰动。我们的关系预测，类似于保真度衰减的情况下，更快的衰减纯度保真度的时间相关性的衰减较慢。特别是，我们发现在量子混合制度和更快的指数衰减，最初的二次和后来的非遍历，例如可积量子动力学制度的典型高斯衰减。我们说明了我们的方法的分析计算和数值实验中的伊辛自旋1/2链踢倾斜均匀磁场链的一部分被解释为一个系统下观察和部分作为一个环境。
2002-01-21 cond-mat.stat-mech nlin.CD quant-ph
Exact Calculations of Coherent Information for Toric Codes under Decoherence: Identifying the Fundamental Error Threshold
University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；University of Illinois at Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）
本文提出退相干拓扑码的相干信息解析表达式，建立了基本错误阈值与随机键Ising模型临界性的严格联系。
2026-03-09 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Spin decoherence by spacetime curvature
讨论了时空曲率引起的退相干机制。当粒子在弯曲的时空中运动时，粒子的自旋态是退相干的。特别是，当粒子靠近黑洞的事件视界时，对于在杀死时间内静止的观察者来说，无论粒子的运动有多慢，都会发生极其快速的自旋退相干。
2004-11-01 gr-qc quant-ph
Quasi non-Markovian approach to the study of decoherence of a controlled-not quantum gate in a chain of few nuclear spins quantum computer
在弱耦合近似下，建立了一个准非马尔可夫主方程，研究了由三个核自旋组成的具有第二近邻Ising相互作用的线性链系统构成的量子计算机模型中受控非（CNOT）量子门运行时的退相干现象.我们比较与马尔可夫对应的温度不同，从零（热化）和在零温度下的低和高耗散率的行为。在低耗散有一个非常小的差异之间的马尔可夫和准非马尔可夫在任何温度下，这是不可能被测量，并在高耗散有一个差异，这是可能在任何温度下测量。
2012-06-07 quant-ph
Birth and Death of Entanglement in Hamiltonian-Driven Quantum Games under Decoherence
Vellore Institute of Technology（维洛尔理工学院）
本文研究振幅阻尼退相干下基于横向场伊辛模型的两人量子博弈，发现退相干抑制量子优势，并揭示依赖初始状态和策略的纠缠突然诞生与消亡现象。
2026-09-11 quant-ph
Effects of classical fluctuating environments on decoherence and bipartite quantum correlations dynamics
我们解决的时间演化的量子关联（$QCs$），如纠缠，纯度和相干性的两个非相互作用的量子比特最初准备作为一个最大纠缠的二分态的模型。我们对比经典领域的比较潜力，以保持这些$QCs$在噪声和无噪声领域。我们还揭示了两个量子比特态的$QCs$在来自共同和不同组态模型的静态噪声作用下的特征动力学行为。我们表明，有一个直接的联系之间的波动允许的环境和$QCs$保存。由于静态噪声的退相效应，$QCs$被抑制，导致两量子比特纠缠态在有限持续时间后是可分离的。在这里，$QCs$衰减效应被发现在共同的配置模型比对手小得多。此外，$QCs$在大间隔静态噪声下的这种保护完全归因于纠缠突然死亡和出生现象的存在。最重要的是，我们发现在静态噪声下，二分的$QCs$比三分的更不脆弱。在测度的情况下，发现与纯性和退相干相比，并发性更尖锐地显示了纠缠突然死亡和出生复活。
2021-07-23 quant-ph
Decoherence of Bell states by local interactions with a dynamic spin environment
我们研究了两个量子比特系统的演化，每个量子比特与具有非平凡内部哈密顿量的自旋链局部相互作用。我们提出了一个精确的解决方案，这个问题，并分析了退相干的相互作用网站之间的距离的依赖关系。在强耦合区，我们发现退相干随距离的增加而增加。在弱耦合状态下，退相干与距离的依赖性不是一般的（即，它根据初始状态而变化）。当距离超过饱和长度$l$时，退相干变得与距离无关。伊辛链的数值结果表明，饱和尺度与关联长度$ξ$有关。对于强耦合，我们显示存在非马尔可夫效应（如环境诱导的量子位之间的相互作用）的证据。因此，系统可以经历纠缠的“突然死亡和复活”的准周期序列，时间尺度与量子比特之间的距离有关。
2008-09-15 quant-ph
Decoherence due to gravitational time dilation: analysis of competing decoherence effects
最近，一个静态的引力场，如地球的引力场，被提出作为一个新的退相干源[1]。我们研究了在典型的干涉实验中它成为主要退相干效应的条件。考虑以下竞争源：光的自发发射、吸收、与热光子的散射以及与残余气体的碰撞。我们量化了所有这些影响。正如我们将看到的，目前的实验偏离了几个数量级。为了达到必要的要求，需要新的想法：拥有尽可能大的系统，以增加引力退相干，冷却它并隔离得足够好，以减少热和碰撞退相干，并解决非常小的距离。
2016-05-16 quant-ph
Spin Decoherence in a Gravitational Field
本文在广义相对论的框架下讨论了引力场中自旋退相干的一种机制。在引力场中运动的粒子的自旋态由于时空的曲率而产生退相干。作为一个例子，我们分析了一个粒子周围的静态球对称对象。
2005-09-27 gr-qc quant-ph
Motional decoherence in ultracold Rydberg atom quantum simulators of spin models
本文证明自旋-运动耦合导致超冷里德伯原子自旋模型中的退相干，与实验定性定量一致，并提出减轻运动影响的方法。
2023-11-20 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Decoherence in a quantum neural network
在这项研究中，我们提出了一个自旋-（1/2）粒子的自旋星模型，以研究量子神经网络（QNN）单元的相干动力学。由于量子计算范式承诺优于其经典同行，量子版本的神经网络可以在这种情况下进行检查。我们把量子相干性作为量子计算的一种自然资源，并在耗散环境中研究了自旋星模型的中心自旋相干性。更具体地说，我们调查的程度，中心自旋相干时间将延长特定参数和自旋耦合哈密顿在马尔可夫环境下。我们表明，伊辛型自旋耦合是不可取的，因为它迅速减少了在耗散环境中的相干时间。
2018-06-16 quant-ph
Quantum batteries in coherent Ising machine
School of Physics and Astronomy, Beijing Normal University（北京师范大学物理学院）；Key Laboratory of Multiscale Spin Physics (Beijing Normal University), Ministry of Education（教育部多尺度自旋物理重点实验室（北京师范大学））；School of Physics and Optoelectronics, South China University of Technology（华南理工大学物理与光电工程学院）
本文提出了一种基于相干ISING机的量子电池，通过分解ergotropy将其分为相干和非相干部分，发现相干部分对退相干的鲁棒性更强，并展示了在最优时刻关闭泵浦场以实现最大能量输出的方法。
2026-05-20 quant-ph
Nonequilibrium dynamics of the Ising chain in a fluctuating transverse field
研究了零温下横场随机变化时量子伊辛链的非平衡动力学。在等效费米子表象下，导出了Majorana算符的运动方程，其形式为一维连续时间量子随机游动，跃迁振幅随时间变化.这种类型的外部噪声会引起相关量子行走中的退相干，并且半经典波包通常具有扩散行为。结果，在量子伊辛链中，平均纠缠熵随时间增长为$t^{1/2}$，对数平均磁化强度以相同的形式衰减。在二分噪声的情况下，当横向场以离散的时间步长$τ$改变时，可以存在激发模式，如果它们的能量满足具有正整数$n$的$ε_k τ\approx nπ$，则保持相干性。如果$ε_k$的色散是二次的，则纠缠熵和对数磁化强度的长时间行为由这些弹道传播的相干模式主导，并且两者都将具有$t^{3/4}$时间依赖性。
2016-04-06 cond-mat.stat-mech quant-ph
Level anti-crossings of an NV center in diamond: Decoherence-free subspaces and 3D sensors of microwave magnetic fields
金刚石中的氮空位（NV）中心已成为量子技术的重要工具。所有这些应用都依赖于与这些中心相关的电子和核自旋的长相干时间。本文研究了在静态小磁场中金刚石中NV中心与第一壳层13 C核自旋耦合的能级反交叉。由于哈密顿量的强非长期分量，这些水平反交叉发生在静态磁场的特定方向上。在这些取向上，我们观察到了无退相干子空间，其中电子自旋相干时间（T_2 ~*）比其它取向上的长5-7倍。另一个有趣的性质，在这些水平的反交叉是，个别跃迁振幅占主导地位的磁偶极矩的一个单一的组成部分。因此，这可以用于具有单个NV中心的微波磁场的矢量检测。这对于使用数字最优控制技术精确控制中心尤其重要。
2019-08-21 quant-ph
Critical Phenomena and Kibble-Zurek Scaling in the Long-Range Quantum Ising Chain
我们研究了一维量子伊辛模型的扩展，包括长程$1 / r^α$相互作用在其静态和动态的可能的应用程序从异质极性分子在光晶格的捕获离子描述的两个状态的自旋系统。我们通过有限尺寸和无限尺寸矩阵乘积态的数值技术和铁磁和反铁磁情况下使用截断的Jordan-Wigner变换的理论方法介绍了系统的静力学，并表明有限尺寸效应具有至关重要的作用，使外场的量子临界点在32和大约500个自旋之间移动了15%。我们数值研究了具有矩阵乘积态的长程量子伊辛模型中的Kibble-Zurek假设。通过量子临界点的外部场的线性淬火产生作为总淬火时间的函数的缺陷密度的幂律缩放。例如，增加的缺陷密度是缓慢的较长范围的模型和临界指数的变化由25%，我们的研究强调了这种长程相互作用的重要性，在静力学和动力学，可以指向类似的现象，在不同的动力学系统或其他模型的设置。
2017-09-13 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Catastrophic failure of quantum annealing owing to non-stoquastic Hamiltonian and its avoidance by decoherence
量子退火（QA）是求解组合优化问题的一种有效方法，其解嵌入到伊辛哈密顿量的基态中。该方法采用两种类型的哈密顿算子：驾驶员哈密顿算子和问题哈密顿算子。在从驱动哈密顿量到问题哈密顿量的足够缓慢的变化之后，我们可以获得对应于解的目标基态。在驱动器哈密尔顿算子中包含非随机项被认为提高了QA的效率。同时，退相干被认为是QA的主要障碍。在这里，我们提出的例子表明，非stoaquastic哈密顿可以导致灾难性的QA失败，而一定的退相干过程可以用来避免这种失败。更具体地说，当我们包括反铁磁相互作用（即，典型的非随机项），我们不能制备目标基态，即使对于某些特定情况具有无限长的退火时间。在我们的例子中，由于对称性，哈密顿量被块对角化，并且在QA期间发生交叉，这导致基态搜索完全失败。此外，我们表明，当我们加入某种类型的退相干，我们可以得到基态后，QA这些情况下。这是因为，即使在孤立的量子系统中存在对称性，环境也会破坏对称性。我们的反直观的结果提供了一个深入了解QA的基本机制。
2022-09-22 cond-mat.stat-mech quant-ph
Simulation of some quantum gates, with decoherence
本文给出了适用于绝热量子门的一个和两个相互作用rf-Squid系统的数值模拟方法和结果。这些都是基于高精度的数值解的静态和时间相关的薛定谔方程的完整的鱿鱼哈密顿量在一个和两个变量。在静态分析中检查的要点之一是有效的两态或"自旋1/2“图片的有效性范围。当能级经历门操作时，确定图像保持良好精度的参数范围。提出了一些一般性的观点，关于设备参数和“好”的量子力学状态空间之间的关系。时间相关的模拟允许检查绝热行为的合适条件，并允许引入随机噪声来模拟退相干的影响。推导并验证了随机噪声与退相干率之间的关系式。对逻辑门NOT和CNOT的器件和操作参数的灵敏度进行了检查，特别注意隧道参数β略高于1的值。看来，β值接近1，量子CNOT门是可能的，即使有相当短的退相干时间。许多方法和结果将适用于一般的耦合双势阱系统。
2007-03-20 cond-mat.other cond-mat.supr-con physics.comp-ph
The Loschmidt Echo as a robust decoherence quantifier for many-body systems
我们采用Loschirton回声，即在进化逆转后恢复的信号，来识别和量化有助于退相干的过程。这一过程在单粒子物理学中得到了广泛的应用，在这里，它被应用于自旋梯。孤立链具有1/2自旋，XY相互作用，它们的激发将维持类似单体的传播。其中之一构成受控系统S，该受控系统S的可逆动力学由于与不受控的第二链（即环境E）的弱耦合而退化。微扰SE耦合扫描通过任意组合的XY和伊辛类相互作用，其中包含标准海森堡和偶极的。不同的时间制度，确定在这个微扰配置的Loscherton回声动力学。特别是，指数衰减尺度作为费米黄金法则，其中的贡献，不同的SE项单独评估和分析。与以前的分析和数值评估的基础上的特定干扰的衰减的消相干的比较，表明，Loscherton回声是一个有利的消相干量化在任何时候，无论S的内部动态。
2012-07-23 quant-ph
Geodesics for Efficient Creation and Propagation of Order along Ising Spin Chains
相干核磁共振、电子磁共振和光谱学的实验对应于量子力学系综的控制，通过幺正变换将它们从初始状态引导到最终目标状态。完成这些酉变换的控制输入（脉冲序列）应该花费尽可能少的时间，以使弛豫和退相干的影响最小化，并优化实验的灵敏度。在这里，我们给出了有效的合成各种幺正变换的任意长度的伊辛自旋链。这里给出的酉变换的有效实现是通过在一个特殊度量下计算球面上的测地线而得到的。我们表明，与传统的信念相反，它是可能的传播自旋顺序沿伊辛自旋链与耦合强度J（单位Hz），显着快于1/（2 J）每一步。这里提出的方法预计将是有用的近期和未来的应用，涉及控制的自旋动力学相干光谱和量子信息处理。
2007-05-02 quant-ph
Effects of decoherence and imperfections for quantum algorithms
研究了静态量子比特间相互作用和量子门中的随机误差对Grover量子搜索算法和量子混沌映射等量子算法稳定性的影响。对于Grover算法，我们的数值和分析结果表明，存在的规则和混沌相位依赖于静态缺陷的强度$ε$。两个相位之间的临界边界$ε_c$随量子位数$n_q$多项式下降为$ε_c \sim n_q^{-3/2}$。在常规阶段$(ε< ε_c)$中，该算法对不完美保持鲁棒性，显示了$ε> 2^{-n_q/2}$的效率增益$ε_c / ε$。在混沌阶段$(ε> ε_c)$，算法被完全破坏。Grover算法的结果与量子混沌映射的量子算法的不完美效应进行了比较，其中保真度衰减的普遍规律由随机矩阵理论（RMT）给出。我们还讨论了一种新的陀螺量子纠错校正方法，它可以减少静态缺陷的影响。尽管有这种衰减，GYQEC允许在量子计算的准确性方面获得显着的增益。
2004-07-30 quant-ph
Decoherence and disorder in quantum walks: From ballistic spread to localization
我们研究了退相干和静态无序对量子粒子在周期晶格中运动的动力学的影响。我们的实验依赖于一维量子行走的光子实现。纯量子演化的特征在于光子的波包沿28步的弹道扩展。通过应用受控的时间依赖性操作，我们模拟了三种不同的环境对系统的影响，导致在一个快速的弹道传播，一个扩散的经典行走和第一个安德森局域化的离散量子行走架构。
2011-01-13 quant-ph
