Random Unitary Evolution Model of Quantum Darwinism with pure decoherence
我们研究了量子达尔文主义(Zurek,[8])在纯退相干的迭代随机幺正操作量子比特模型(Novotny等人,[6])中的行为。我们的结论是,量子达尔文主义,它描述了一个开放系统S的量子力学演化的角度来看,它的环境E,是不是一个普遍的现象,但取决于输入状态的具体形式和类型的S-E-相互作用。此外,我们表明,在随机幺正模型的量子达尔文主义的概念,使人们能够明确地构建和指定人工输入状态的环境E,允许存储信息的开放系统S的利益与最大的效率。
2015-10-08 quant-ph
Implementation of a spatial two-dimensional quantum random walk with tunable decoherence
我们提出了一个新的,通用的和高度可扩展的实验装置,实现离散的二维量子随机行走与单量子比特硬币和可调程度的退相干。该方案利用少量简单的光学元件排列在一个多路马赫-曾德尔配置,其中一个弱相干态与平均光子数为1注入。环境效应(退相干)由空间光调制器产生,其在垂直于光束的传播方向的横向空间平面中引入纯退相。通过控制这种失相的特性,人们可以探索各种各样的量子随机行走的场景:纯量子演化(弹道传播),快速波动的环境导致扩散的经典随机行走,以及静态无序导致观察到安德森局域化。
2012-10-04 quant-ph
Single qubit decoherence under a separable coupling to a random matrix environment
本文描述了一个量子二能级系统(量子比特)在随机矩阵系综模拟的环境影响下的动力学行为。在区别于早期的工作,我们认为在这里可分离的耦合,并专注于一个政权的退相干时间是相同的数量级比环境海森堡时间。我们推导出线性响应近似的解析表达式,并通过与数值模拟的比较研究其精度。我们讨论了一系列不寻常的性质,如纯度振荡,强签名的谱相关(在环境哈密顿量),记忆效应和对称性破缺平衡态。
2014-05-18 quant-ph
Gaussian Decoherence from Random Spin Environments
我们研究了一个完全可解的退相干模型-一个自旋系统与环境自旋的集合相互作用。我们表明,在这个模型(介绍了一段时间前,以说明环境引起的超选择)的耦合强度的一般假设导致指针状态之间的一致性的普遍(高斯)抑制。我们探索这些结果的有效性的制度,并讨论它们的关系的环境和Loschirst回声(或保真度)的光谱特征。最后,我们对自旋回波实验中观察到的这种时间依赖性进行了评论。
2004-02-10 quant-ph
Quantum Zeno-like effect due to competing decoherence mechanisms
我们提出了一个自洽的量子力学方法来研究受随机时间演化的二能级系统的动力学。这种随机性引起耗散和非耗散消相干之间的竞争效应,从而减慢原子衰变速率。
2001-06-25 quant-ph
A random matrix theory of decoherence
随机矩阵理论被用来表示耦合到量子混沌环境的固定中心系统的相干性的一般损失,由随机矩阵系综表示,通过随机相互作用。我们研究的平均密度矩阵所产生的合奏诱导,在以前的研究中,纯度,并发,和熵的平均值被认为是相反的,我们进一步讨论时,一个或另一个方法是相关的。这两种方法在大环境的限制下是一致的。在线性响应近似下给出了平均密度矩阵及其纯度的解析结果。双量子比特系统进行了分析,主要是数值,更详细。
2008-07-30 quant-ph
Scalability of GHZ and random-state entanglement in the presence of decoherence
我们推导出广义Greenberger-Horne-Zeilinger态耦合到局部去极化和退相环境的纠缠的解析上界,以及任意温度的局部热浴。这些界适用于任何纠缠的凸量词,并且纠缠随组成粒子数呈指数衰减,对于去极化和退相通道,这些界是紧的。我们还表明,随机生成的初始状态往往违反这些界限,这种差异与粒子的数量增长。
2009-03-23 quant-ph
Localization under the effect of randomly distributed decoherence
研究了无序准一维量子系统中的电子输运。退相干是考虑到虚拟水库的空间分布,这代表了当地的相互作用的传导电子与他们的环境。我们表明,退相干分布上的运输有可观察到的影响。如果退相干库是随机分布的,没有空间相关性,最小程度的退相干是必要的,以获得欧姆传导。低于此阈值时,系统局域化,从而出现退相干驱动的金属-绝缘体相变,而对于均匀分布的退相干,任何有限程度的退相干都足以破坏局域化。因此,在无序的一维系统中,局域化的存在或不存在可以提供关于电子相位如何随机化的重要见解。
2014-02-05 cond-mat.mes-hall quant-ph
Engineering and Suppression of Decoherence in Two Qubit Systems
在这项工作中,两个实验上可行的方法的退相干工程-一个基于随机经典踢的应用程序和其他基于时间随机脉冲序列相结合。提出了一种不同的耦合相互作用,与现有的利用$zz$耦合相互作用对相位阻尼进行建模的方法相比,该耦合相互作用导致振幅阻尼。分析了随机踢方法和随机脉冲序列方法相结合的退相干过程以及在这些耦合作用下的动力学解耦效果。最后,一个反直观的结果,其中消相干被抑制在存在两个噪声源在一定的共振条件下。
2016-02-09 quant-ph
Quantum random walks on the $N$-cycle subject to decoherence on the coin degree of freedom
对于离散时间量子行走(QW)的$N$ -循环,允许退相干的硬币上,我们得到了一些新的结果,包括一个明确的公式的位置概率分布。对于这种类型的量子阱,我们表明,混合行为的趋势,从长远来看,一个均匀的分布,无论系统的初始状态,无论奇偶性的节点数$N$。这些结果证实了以前的作者通过大量的数值模拟得出类似结论的发现。特别是,我们推断,混合时间$\bar{M(ε)}$的时间平均概率分布的顺序不大于$O(N^2/ε)$。
2010-03-01 quant-ph
Universal stability of coherently diffusive 1D systems with respect to decoherence
本文研究三类一维相干扩散模型,发现其扩散系数在相干时间接近平均弹性散射时间前几乎不受退相干影响,揭示了一种普适稳定性并指出其在稳健量子线和生物系统中的意义。
2024-03-27 quant-ph
Exploiting Randomness in Quantum Information Processing
我们考虑如何随机性可以发挥有用的作用,在量子信息处理-特别是,消相干控制和量子算法的实施。对于一个退相干通道是非耗散的两能级系统,我们表明,退相干抑制是可能的,如果记忆存在于通道。在两个潜在有害的噪声源之间的随机切换可以提供随机控制的源。这种随机切换也可以以有利的方式用于实现量子算法。
2002-08-19 quant-ph
Illusory Decoherence
如果量子实验包含随机过程,那么重复测量的结果可能与不可逆退相干一致,即使系统在测量之前的演化是可逆和幺正的。两个思想实验作为例子。
2012-02-24 quant-ph
Uniform Decoherence Effect on Localizable Entanglement in Random Multi-qubit Pure States
研究了随机多量子比特纯态中一对量子比特上的可定域纠缠的分布模式。我们观察到,随着随机纯态量子比特数的增加,可定域纠缠的平均值逐渐增加,而分布的标准差逐渐减小。研究了随机纯多比特态在局域和全局噪声信道中的分布特性。与无噪声情形不同,对于固定的噪声参数,可定域纠缠的平均值几乎不随参与方数目的增加而变化。我们还发现纠缠存在的最大噪声强度与初始随机纯态的可局域化纠缠含量无关。
2020-05-12 quant-ph
Disentanglement and decoherence from classical non-Markovian noise: Random telegraph noise
利用准哈密顿方法计算了经典随机电报噪声引起的两量子比特解纠缠。这使我们能够获得分析结果,即使是强耦合和混合噪声,重要的是当量子位有可调的工作点。我们确定了纠缠的突然死亡和复活发生的时间是量子比特工作点、噪声耦合强度和初态纠缠的函数。对于扩展的Werner态,我们证明了纠缠与两个函数的差有关:一个是与退相有关的函数,另一个是与纵向弛豫有关的函数。给出了基于广义Bloch矢量的物理解释:复苏只发生在强耦合噪声中,复苏来自于矢量的角运动。
2010-03-01 quant-ph
On quantum key distribution in decoherence-free subspace
提出了一种易于实现的基于集体退相信道或集体旋转信道的鲁棒量子密钥分发协议。在这些协议中,Bob仅采用被动光子探测来测量随机基中的偏振量子比特。集体旋转信道协议的源是由随机幺正旋转和相移的2型自发参量下转换产生的,不需要量子解纠缠器。给出了无条件安全性的一个简单证明。
2003-10-18 quant-ph
Decoherence and Initial Correlations in Quantum Brownian Motion
我们分析了一个量子布朗粒子从一个初始状态,包含这个系统和它的环境之间的相关性开始的演化。利用路径积分方法,我们得到了一个主方程的约化密度矩阵的系统找到相对简单的表达式,其时间相关的系数。我们研究了离域初始状态(薛定谔猫)的演化,研究了退相干过程的有效性。在零温度下的欧姆环境(Drude的模型)得到的分析结果。
1996-12-12 quant-ph
Initial-state randomness as a universal source of decoherence
我们研究了两个量子比特之间的纠缠的时间演化,这是一个更大的系统的一部分,从一个随机的初始产品状态。我们表明,由于初始产物状态的随机性,纠缠仅存在于直接耦合的量子位之间,并且仅持续很短的时间。纠缠的时间依赖性似乎基本上独立的特定的哈密顿量用于时间演化,以及再现的无参数的两体随机矩阵模型。
2008-08-15 nlin.CD quant-ph
Decoherence of two qubit systems: A random matrix description
研究了两个非相互作用量子比特的退相干。环境及其与量子比特的相互作用由随机矩阵建模。在线性响应近似中计算以纯度测量的退相干。蒙特卡罗模拟说明了这种近似和它的指数扩展的有效性。到目前为止的结果也被用来研究一个量子比特的退相干。纠缠态和产物态的纯度衰减在性质上是相似的,尽管后者的衰减较慢。以Bell对为初始态的数值研究揭示了其退相干与内部纠缠衰减之间的一一对应关系。对于强耦合和中等耦合的环境,这种对应关系与沃纳态一致。在大环境的限制下,演化在两个量子比特中引入了一个单位通道,为上述关系提供了部分解释。
2007-02-15 cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum Decoherence Scaling with Bath Size: Importance of Dynamics, Connectivity, and Randomness
研究了耦合到量子环境$E$的量子系统$S$的退相干问题。对于从封闭系统$S+E$的Hilbert空间中的单位超球中随机均匀选择的状态,我们导出了$S$的约化密度矩阵的非对角元素之和作为$E$的Hilbert空间的大小$D_E$的函数的标度关系。该和随着$1/\sqrt{D_E}$和$D_E\gg 1$的增加而减小。通过对自旋为1/2的粒子环求解含时薛定谔方程的大规模模拟来检验这种标度预测,其中四个粒子属于$S$,其他粒子属于$E$。假设时间演化驱动整个系统从初始状态到一个状态,该状态具有与属于我们导出的标度关系的量子态类的状态相似的性质,标度预测成立。对于不具有此功能的系统,它表明,增加的复杂性(在连接方面)的环境中的相互作用或引入少量的随机性在环境中足以观察到预测的缩放行为。
2013-01-01 quant-ph
The Limiting Distribution of Decoherent Quantum Random Walks
一维量子随机游动的行为与经典随机游动的行为有着显著的不同。然而,当涉及退相干时,极限分布随着时间的推移呈现出许多经典特征。本文研究了粒子在位置空间和“coin”空间上的退相干。我们提出了一种新的分析方法来研究这些现象,并获得编码这些行走的所有功能的生成函数。具体来说,从这些生成函数,我们发现精确的解析表达式的几个时刻的时间和噪声的位置依赖性。此外,退相干量子随机游动的极限位置分布是高斯的解析方式。这些结果明确地描述了系统和退相干水平之间的关系。
2008-04-28 quant-ph
The quantum to classical transition for random walks
我们研究了两种可能的途径,以经典行为的离散量子随机行走线上:退相干的量子“硬币”驱动的步行,或使用高维硬币稀释干扰的影响。我们使用位置方差作为经典行为的指标,并在长时间限制下找到其解析表达式;我们看到,除了每一步都有一个新硬币的限制外,多硬币行走保持方差的“量子”二次增长,而具有退相干的行走即使在弱退相干的情况下也表现出方差的“经典”线性增长。
2002-09-20 quant-ph
Decoherence in Quantum Walks on the Hypercube
研究了超立方体上量子随机游动的退相干现象。我们证明了在这个模型中存在一个退相干阈值,在这个阈值之下,超立方量子行走的基本性质,如线性混合时间,被保留。超过阈值,我们证明了散步的行为像他们的经典同行。
2006-02-03 quant-ph
Decoherence in a single trapped ion due to engineered reservoir
研究了囚禁离子与工程库耦合后的退相干现象。工程水库模拟随机变化的陷阱频率,和被困离子被视为一个两级系统驱动的远离共振平面波激光场。给出了退相干率与叠加态振幅的关系。
2000-04-18 quant-ph
Decoherence in chaotic and integrable systems: A random matrix approach
为了分析子系统中混沌或有序对退相干速率的影响,我们的目标是区分这两种动力学类型的影响与那些取决于波包选择的影响。为了隔离前者,我们引入了一个随机矩阵模型,允许改变子系统之间的耦合强度。强耦合的情况下进行了详细的分析,我们发现在中间的时间谱相关性,这是让人想起的相关孔的弱效果。
2001-01-09 cond-mat nlin.CD quant-ph
Time-inhomogeneous Quantum Walks with Decoherence on Discrete Infinite Spaces
在量子计算理论中,量子随机游走已经被许多量子搜索算法所利用,这些算法提供了比经典算法更好的性能。然而,由于量子退相干现象的重要性,退相干量子行走及其应用已经在各种各样的结构上进行了研究。最近,人们得到了一个统一的时间非齐次硬币转向随机游动,它具有重新标度的极限分布、伯努利律、均匀律、反正弦律和半圆律。在本文中,我们研究这些模型的量子模拟。我们得到了离散无限状态空间上时间非齐次量子行走的一个表示定理。此外,作为表示定理的应用,数值估计了退相干量子行走分布的收敛性,并统计分析了Bernoulli定律、均匀定律、反正弦定律和周期性定律的量子类似物在分布上的收敛性.
2021-04-19 quant-ph
Decoherence rate in random Lindblad dynamics
本文研究由随机 Lindblad 算符支配的开放混沌量子系统的退相干速率,发现其上限由 Hilbert 空间维度决定且与系综对称性无关,并揭示此类系统普遍表现出最快退相干。
2024-06-07 cond-mat.stat-mech hep-th quant-ph
Comment on "Quantum Darwinism, Decoherence, and the Randomness of Quantum Jumps," arXiv:1412.5206
这是对沃伊切赫·祖雷克的文章《量子达尔文主义、经典现实和量子跳跃的随机性》(《今日物理》,2014年10月,第44页)的回应,指出了文献中对作者一些关键主张的反驳。
2015-03-11 physics.hist-ph physics.pop-ph quant-ph
Decoherence and fluctuations in quantum interference experiments
我们分析了干涉实验中的量子相干性概念。我们让相移波动根据一个给定的统计分布,并引入一个退相干参数,定义在广义的干涉图案的可见性。人们可能会天真地认为,粒子系综由于与随机分布的位移相互作用,会遭受更大的量子相干性损失。我们将看到,这并不总是正确的。
2001-06-06 quant-ph
Simulation of quantum random walks using interference of classical field
我们提出了一个利用分束器、移相器和光电探测器模拟量子线上随机行走的理论方案。我们的模型使我们能够利用经典光场的波动性质来模拟量子无规行走。此外,建议的设置允许分析退相干的影响。从一个纯粹的平均光子数分布的经典之一的过渡进行了研究变化的退相干参数。
2003-09-16 quant-ph
Effect of an External Field on Decoherence
“Decoherence of quantum superpositions through coupling to engineered reservoirs”是Myatt等人[Nature { \underline{403} },269(2000)]的最近文章的主题,由于其与基础量子理论、量子计算、隐形传态、纠缠和量子-经典界面的当前研究的相关性,该文章引起了很大的兴趣。然而,理论工作的优势是不考虑{ \underline{external field} }的影响。在这里,我们提出了一个分析这样的效果的情况下,随机三角洲相关的力Myatt等人讨论。
2003-11-05 quant-ph
Dynamical control of qubit coherence: Random versus deterministic schemes
本文根据随机动力学解耦方法的最新结果,重新讨论了在单个两态量子系统中关闭不需要的相位演化和退相干的问题[L。Viola和E. Knill,Phys. Rev. Lett. { \bf 94},060502(2005)]。一个系统的比较与标准的循环解耦的影响,各种动力学制度,包括半经典和完全量子退相干模型的情况下。特别是,精确的解析表达式推导出从玻色子环境的消相干的随机控制。我们定量研究控制协议的基础上纯确定性,纯随机,以及混合设计,并确定其相对的优点和缺点,在提高系统性能。我们发现,对于时间无关的系统,混合协议往往比纯随机的表现更好,并可能改善标准的非对称计划,而随机协议可以更稳定的系统参数的波动。除了揭示随机控制的物理要求,我们的分析进一步证明了显式控制设置的潜力,后者可能会显着改善传统的计划。
2005-11-12 quant-ph
Controlling Decoherence in Bose-Einstein Condensation by Light Scattering far off Resonance
结果表明,通过超辐射瑞利散射,强远共振泵浦激光作用于玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC),可以诱导多模量子化真空场与BEC的非破坏耦合.这种有效的相互作用将迫使BEC加上光场的整个系统从一个因式分解的初始态演化到一个理想的纠缠态,从而导致BEC中的量子退相干。由于有效耦合系数主要取决于泵浦光的拉比频率,因此可以通过调节泵浦光的强度来控制量子退相干过程。为了研究退相干对BEC的物理影响,我们研究了有效纠缠的真空模如何抑制BEC在完全分离的紧密双壁中的相干隧穿。
2000-02-13 quant-ph
Classicality with(out) decoherence: Concepts, relation to Markovianity, and a random matrix theory approach
本文重新审视了经典世界从量子物理中产生的问题,比较了三种经典性概念,确立了严格定义的量子马尔可夫性在连接这些概念中的关键作用,并利用随机矩阵理论模型证明在非可积和混沌系统中,缓慢粗糙观测量的测量统计中量子效应被指数级抑制。
2023-07-28 cond-mat.stat-mech quant-ph
Dissipation, dephasing and quantum Darwinism in qubit systems with random unitary interactions
我们通过推广Zurek的退相干的原始量子比特模型和指针状态的建立来研究耗散和退相干对量子达尔文主义的影响(Zurek,Nature Physics 5,181 - 188(2009))。我们的模型允许系统和环境之间重复的多个量子比特-量子比特耦合,这些耦合由随机施加的两个量子比特量子操作来描述,这些操作引起纠缠、耗散和退相。研究了系统和环境的稳态量子比特态。它们表现出纠缠的产生、耗散和退相对这种特征量子现象的复杂影响。
2016-06-30 quant-ph
Neutral Kaons in Medium: Decoherence Effects
我们考虑中性K介子演化过程中由于与环境相互作用而产生的相互纠缠而偏离哈密顿动力学。我们提出了一个随机再散射的唯象模型,并估计了有效哈密顿量和退相干项的系数。最后分析了弱相互作用与物质效应之间的相互作用,提出了适合于测量CPT破坏和退相干的物质特性的观测量。
2000-10-25 hep-ph quant-ph
A Bell pair in a generic random matrix environment
两个非相互作用的量子位耦合到环境。耦合和环境都用随机矩阵集合表示。虽然我们也考虑任意的纯态,但该对的初始态是贝尔态。退相干的对分析评价的纯度方面,蒙特卡罗计算证实了这些结果,也产生并发的对。电子对中的纠缠加速了退相干。数值显示了维尔纳态的并发度和纯度之间的关系,使我们能够给出并发度衰减的公式。
2006-05-18 quant-ph
Giant enhancement of quantum decoherence by frustrated environments
这封信研究了两个反铁磁耦合自旋与自旋浴环境相互作用的系统中的退相干。系统被认为是范围从旋转不变的高度各向异性的自旋模型,具有不同的拓扑结构和值的参数是固定的或允许随机波动。我们探讨的条件下,双自旋系统清楚地显示出从初始自旋向上自旋向下的状态向最大纠缠单态的演变。我们证明,挫折,特别是,玻璃化的自旋环境强烈增强的退相干的双自旋系统。
2006-06-20 quant-ph
Decoherence of an $n$-qubit quantum memory
我们分析了量子寄存器的退相干在没有非本地操作,即$n$非相互作用的量子位耦合到一个环境。这个问题是解决的总和规则,这意味着在量子位数的线性缩放。每一项都涉及一个量子比特及其与其余量子比特的纠缠。两个条件是必不可少的:第一,退相干必须小,第二,在相互作用图像中,不同量子位的耦合必须不相关。我们将结果应用到一个随机矩阵模型,并说明其达到考虑GHZ态耦合到一个自旋浴。
2007-03-20 quant-ph
Studies in a Random Noise Model of Decoherence
研究了双势阱系统中噪声和退相干的影响,该系统适合于量子比特和量子逻辑元件的制作。一个随机噪声项被添加到哈密顿量,得到的波函数数值和密度矩阵通过平均噪声信号。使用两种状态的模型的解析解得到,并发现一般是一致的。特别是,一个简单的公式的退相干率在两状态模型中的噪声参数进行审查和验证的充分模拟与多电平系统。的形式主义扩展到描述多个噪声源或不同的“移相”轴在同一时间。此外,旧的公式的“图灵看锅”效应的情况下,推广的环境相互作用不保存的“质量”的问题。研究了噪声信号的各种形式。一个有趣的结果是低频噪声功率的重要性。如果它为零,则按首序,没有退相干。这是验证在两个明显相似的噪声信号,但在零频率的功率不同,给出了惊人的不同的退相干效果的数值模拟。对低频噪声占主导地位的情况进行了简短的讨论。
2010-12-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
The Rise and Fall of Redundancy in Decoherence and Quantum Darwinism
从多体系统的希尔伯特空间中随机选取的一个状态极有可能表现出高度非经典的相关性。对于这些典型的状态,一半的环境必须由观测器测量,以确定给定子系统的状态。经典现实的客观性多个观察者在测量了一小部分环境后就能对一个子系统的状态达成一致这一事实意味着在自然界中发现的宏观系统与其环境之间的相关性是非常特殊的。基于之前对量子达尔文主义的研究表明,在纯退相干过程中无处不在地产生高度冗余的分支态,我们研究了创建分支态所需的条件,并研究了它们通过多体相互作用的消亡。我们发现,即使约束动力学可以抑制冗余的值典型的随机状态的松弛时间尺度,并证明这些结果正好在热力学极限。
2013-03-22 quant-ph
Transfiguration of Quantum Walks on a line
我们引入了一个解析可处理的自旋退相干模型,量子漫步在一条线上,产生精确的位置概率分布的无偏经典随机漫步在所有的时间尺度。这个自旋退相干模型描述了一个量子信道,在这个量子信道中,同时对硬币态施加比特和相位翻转算符。基于这个结果,我们认为对于给定的一维量子行走,存在某些量子信道可以产生精确的经典统计性质。此外,从量子计算的角度来看,退相干模型在非局域初态的量子行走中可能有有用的算法应用。
2018-09-03 quant-ph
Quantum random walks with decoherent coins
量子无规行走由于其高度的非经典行为,近年来得到了广泛的研究。在本文中,我们研究了一种可能的途径,经典行为的离散量子行走线上:存在退相干的量子“硬币”,驱动行走。我们发现精确的解析表达式的前两个时刻的位置的时间依赖性,并表明,在长时间限制的方差随时间线性增长,不像单一的步行。我们比较这直接数值模拟的结果,并看到如何的位置分布的形式从酉通常的经典结果的变化,因为我们增加的强度的退相干。
2003-03-17 quant-ph
Imperfection analyses for random-telegraph-noise mitigation using spectator qubits
Griffith University(格里菲斯大学);University of Newcastle(纽卡斯尔大学);Mahidol University(玛希隆大学);China Academy of Space Technology(中国空间技术研究院)
本文分析了在非理想条件下利用见证量子比特缓解随机电报噪声的适应性协议,探讨了参数不确定性、读取和重置过程的效率与延迟以及额外退相干对性能的影响,并推广了基于地图的正式化方法。
2025-01-26 quant-ph
Nonunitary geometric phases: a qubit coupled to an environment with random noise
描述了二能级量子系统与非平衡环境直接相互作用时的退相干过程。非平衡特性由非平稳随机函数表示,对应于与周围环境耦合的两个量子态之间的涨落跃迁频率。在这个框架中,我们计算的退相干因子具有一个特征的“倾角”有关的初始阶段的浴模式。因此,我们研究不同类型的环境,即欧姆和超欧姆。这些环境呈现出与我们过去研究的热环境不同的退相干时间尺度。因此,我们计算分析和数值的非幺正几何相位的量子比特在这些特定的非平衡环境的存在下的准循环演化。我们表明,在这种情况下,退相干效应,原则上,可以控制,以执行测量的几何相位使用标准程序。
2013-03-20 cond-mat.other quant-ph
Realization of quantum walks with negligible decoherence in waveguide lattices
量子随机游动是经典随机游动的量子对应物,最近在量子计算的背景下进行了研究。量子随机行走受到自干扰,导致与经典随机行走明显不同的行为,如弹道传播或因无序而定域。量子行走的物理实现仅在非常小的尺度系统中进行,这些系统受到退相干的严重限制。在这里,我们表明,光子在波导晶格中的传播,近年来已被广泛研究,本质上是量子行走的实现。由于波导晶格很容易在大尺度上构建,并且显示出可以忽略的退相干,因此它们可以作为研究量子行走和量子算法的理想和多功能的实验场所。我们在实验上观察到了大系统(~100个点)中的量子行走,并证实了理论上研究的量子行走效应,包括弹道传播,无序和边界相关效应。
2008-04-10 cond-mat.other physics.optics quant-ph
Probing decoherence through Fano resonances
我们研究了退相干对波通过共振散射结构时的Fano共振的影响。我们发现,法诺不对称参数q如下,作为退相干的强度的函数,轨迹在复杂的平面上,揭示了详细的信息的基础退相干过程。耗散和幺正失相导致明显不同的轨迹。我们的预测成功地测试对微波实验,使用不同的吸收系数的金属腔和以前发表的数据通过量子点的运输。这些结果开辟了新的可能性,研究退相干的影响,在广泛的物理系统中,法诺共振存在。
2010-07-19 cond-mat.mes-hall quant-ph
A general and solvable random matrix model for spin decoherence
我们提出并求解了一个简单但非常一般的SU(2)自旋与N态大系统相互作用的量子模型。本文引入了一个新的广义高斯SU(2)xU(N)随机矩阵系综,用随机哈密顿量描述了这种耦合。我们在大N极限下求解模型,对于任意自旋j值和不同可能角动量通道l中耦合矩阵元分布的任意选择(并且假设自旋的内部动力学是慢的)。除了它的数学兴趣作为一个非平凡的随机矩阵模型,它允许研究和说明在一个简单的框架中的各种现象:退相干动力学,条件出现的经典相空间的自旋,性质量子扩散相空间。自旋的大时间演化一般是非马尔可夫的,马尔可夫性质出现在某些特定情况下的动力学和初始条件。
2010-11-29 math-ph math.MP quant-ph
Non-Markovianity degree for random unitary evolution
分析了d能级量子系统随机幺正演化的非马尔可夫性程度。它示出了如何非马尔可夫度的特点是在本地退相干率。特别地,我们得到了一个充分条件为消失的信息回流。
2014-09-08 quant-ph
A Method for Modeling Decoherence on a Quantum Information Processor
我们开发并实现了一种方法,用于建模退相干过程的N维量子系统,只需要一个$N^2$维量子环境和随机经典场。这个模型提供的优点是,它可以实现在小型量子信息处理器,以探索半经典和全量子模型之间的中间制度。我们认为特别是$σ_zσ_z$系统环境耦合诱导相干(相位)阻尼,虽然该模型是直接扩展到其他耦合哈密顿。系统的有效的、不可逆的相位阻尼是通过单独在环境上应用附加的随机哈密顿量来获得的,周期性地纠正它,从而不可逆地随机化由于耦合而泄漏到环境中的系统相位信息。这个模型在相位阻尼的情况下是精确可解的,我们用这个解来描述模型在某些极限情况下的行为。在小随机相位突跳的极限下,系统的相干性以随突跳频率线性增加的速率指数衰减。在强反冲的情况下,我们观察到系统与环境的有效解耦。我们提出了一个详细的实现方法的核磁共振量子信息处理器。
2003-03-18 quant-ph
Decoherence due to telegraph and 1/f noise in Josephson qubits
研究了约瑟夫森量子比特中随机电报和1/f噪声引起的退相干。我们说明高斯和非高斯效应之间的差异,在不同的工作点和不同的协议。固有的非高斯和非马尔可夫低频噪声的特征可以解释在光谱学和基于电荷的器件的动力学中观察到的丰富的物理。
2004-07-19 cond-mat.mes-hall quant-ph
Decoherence Implies Information Gain
本文证明,在任意随机变换下,若退相干基对角元不变,则非对角元减小且观测量不确定性降低,表明退相干通常带来信息增益而非损失。
2024-12-02 math-ph math.MP quant-ph
Simulations of "Decoherence" with Noise Pulses
研究了在哈密顿量中作为随机噪声的退相干的模拟。使用的完整的哈密顿量的rf鱿鱼,与参数的选择,使得有一个双势阱配置的两个准简并的最低水平是很好地从其余的分离。前两个能级的结果与从"自旋1/2“图中得到的两态系统行为的预期在数量上一致。
2005-11-15 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph quant-ph
Martingale Projections and Quantum Decoherence
Goldsmiths University of London(伦敦大学金史密斯学院);University College London(伦敦大学学院)
本文通过超/亚鞅投影理论,揭示了开放量子系统中系统-环境相互作用导致退相干与信息增益的机制。
2026-02-03 cs.IT math.IT math.PR