Non-Markovianity and memory of the initial state
我们以严格的方式探索了开放量子系统演化的非马尔可夫性与系统作为量子存储器的性能之间的直观联系。使用耦合到玻色子浴的两能级开放量子系统的范例情况，我们计算恢复保真度，其测量系统存储量子比特信息的最佳可能性能。我们推断，这个量是连接的，但不是唯一确定的，由非马尔可夫性，我们采用的BLP措施提出的\cite{breuer2009}。我们说明我们的研究结果与明确的计算的情况下，结构化的环境。
2016-12-05 quant-ph
Memory effects induced by initial switching conditions
初始转换指的是初始受限状态的衰变开始的方式，因为将其与外部隔离的屏障被放松。我们研究这些影响的背景下Longhi的版本的Fano-Anderson模型。大多数作者假设突然近似，其中耦合是瞬间打开的。我们考虑一个有限的上升时间T，数值和解析。当耦合在开关时间T上线性上升时，我们表明渐近生存幅度获得相位T，并由因子（sin T）/T调制。得到了与模型解有关的其他几个结果。所有站点振幅在指数衰减期间具有相同的衰减常数。在渐近状态下，衰减振荡的振幅和相位依赖于初始开关轮廓，但周期不依赖。
2009-05-25 quant-ph
How Well a Chaotic Quantum System Can Retain Memory of Its Initial State?
在经典力学中，局部指数不稳定性消除了初始条件的记忆，导致实际不可逆性。与此形成鲜明对比的是，量子力学似乎表现出对初始状态的强烈记忆。我们与后者的事实低（最线性）率与系统的维格纳函数在进化过程中得到越来越复杂的结构，并建立存在一个临界强度的外部影响，低于这种记忆仍然存在。
2008-08-22 nlin.CD quant-ph
Nonlocal memory effects allow perfect teleportation with mixed states
我们证明了当非局域记忆效应影响量子系统的动力学时，利用混合光子偏振态可以实现理想的量子隐形传态。该协议是用一对光子进行的，其初始最大纠缠态在隐形传态之前被局域退相干破坏。研究表明，由于光子环境之间的初始相关性而产生的强烈非局域记忆效应的存在，可以恢复完美的隐形传态。我们进一步分析了环境中的初始相关性如何影响协议的保真度，并发现对于中等数量的相关性，保真度超过了先前已知的最佳隐形传态协议，没有记忆效应。我们的研究结果表明，记忆效应可以利用在量子通信的噪声量子系统和非马尔可夫性是量子信息任务的资源。
2012-10-31 quant-ph
Quantum Parametric Resonance of a dissipative oscillator: fading and persistent memory in the long-time evolution
研究了具有周期性频率和阻尼的量子振子在参量共振（PR）产生有限和无限拉伸波函数两种情况下的演化。能量分布的不同渐近行为表明了PR与初始量子态之间的非平凡相互作用。在第一种情况下，振子的平均能量渐近地趋向于完全经典的值，与初始状态无关，相对量子涨落消失。在第二种情况下，初始状态的记忆在任意长的时间尺度上持续存在，无论是在平均值还是在能量的大量子涨落中。
2019-03-14 quant-ph
Long-time memory in non-Markovian evolutions
如果一个开放量子系统的动力学是非马尔可夫的，即使它具有一个不变态，它的渐近态也强烈地依赖于初始条件。这就是记忆效应的本质。特别是，{渐近}态可以记住并部分保持其初始纠缠。有趣的是，即使非马尔可夫演化松弛到一个平衡态，这个状态也不需要是不变的。因此，均衡的非不变性成为非马尔可夫性的明显标志。
2010-01-19 quant-ph
Entanglement dynamics of two independent qubits in environments with and without memory
本文给出了一个求解$N$独立量子系统（$d$ -级系统）在任意初始状态下的动力学方程的方法。然后，这是应用于研究纠缠的两个量子比特的动力学，最初在一个扩展的Werner-like混合态与他们中的每一个在零温度非马尔可夫环境。给出了纠缠动力学与初态的纠缠度和纠缠纯度以及非马尔可夫性的关系。这推广了以前关于非马尔可夫效应对初始Bell态两量子比特纠缠动力学的影响[B.贝洛莫\textit{et al.}，物理学评论快报。\textbf{99}，160502（2007）]。最后得到了马尔可夫环境中温度对两量子比特纠缠动力学的影响。
2007-11-29 quant-ph
Loss of Memory and Convergence of Quantum Markov Processes
在量子（非齐次）马尔可夫过程$ρ_1:=Γ_1(ρ)$，$ρ_2:=Γ_1(ρ_1)$，.中，其中$Γ_i$是CPTP映射，$ρ$是初始状态，系统的状态是振荡的或收敛到一点或收敛到振荡轨道。无论是哪种情况，关于初始状态的“信息”总是单调、非增和收敛的。这一事实促使我们定义一个等价的量子态族，它包含了关于初始态的所有“信息量”的束。我们表明，对于任何量子非齐次马尔可夫过程在有限维希尔伯特空间，在空间中的所有等价类的轨迹是“单调递减”和收敛到一个点，相对于一个合理定义的拓扑。并给出了该图弱遍历性的一个刻画。
2012-12-14 quant-ph
Quantum Channels with Memory
我们提出了一个具有记忆的量子信道的一般模型，并证明了它足够一般，可以包含所有的因果自动机：任何量子过程，其中输出直到某个时间t不依赖于时间t' > t的输入，可以分解为一个级联的记忆信道。然后，我们研究并提出了不同的物理设置中，与内存的通道可以操作（私人）经典和量子信息的传输。这些包括接收方或恶意第三方控制初始化内存的设置。我们介绍了这些设置的经典和量子信道的容量，并给出了几个例子，以表明他们可能会或可能不会一致。给出了各种信道容量的熵上界。对于初始化记忆效应随时间逐渐消失的遗忘量子信道，给出了编码定理，证明了这些边界可能是饱和的。遗忘量子信道被证明是开放的和密集的量子存储器通道的集合。
2005-05-09 quant-ph
Initialization Errors in Quantum Data Base Recall
分析了Grover量子数据库搜索算法中初始化错误与特定内存召回率之间的关系。它表明，正确的记忆是获得高概率，即使当初始状态是远离正确的。通过将初始状态中的误差方差与正确记忆的恢复相关联来进行分析，并且获得了令人惊讶的结果，即两者之间的关系基本上是线性的。
2016-06-07 cs.DB quant-ph
On the emergence of quantum memory in non-Markovian dynamics
Queen Mary University of London（伦敦玛丽女王大学）；University of Oxford（牛津大学）
研究通过量子均质器模型，揭示了非马尔可夫动力学中量子记忆出现的物理条件及影响因素。
2025-11-25 quant-ph
Quantification of the memory effect of steady-state currents from interaction-induced transport in quantum systems
系统的动力学一般取决于其初始状态以及系统的驱动方式，但在多体系统中，记忆通常在进化过程中被平均化。在这里，没有外部弛豫的相互作用量子系统被证明在稳态下保留长时间记忆效应。为了识别记忆效应，我们首先展示了有限的，孤立的玻色和费米哈伯德模型中的准稳态电流的形式驱动的相互作用不平衡，他们成为稳态电流的热力学极限。通过比较来自不平衡的不同初始状态或斜坡速率的稳态电流，可以量化长时间记忆效应。虽然初始状态的记忆效应更普遍存在，但交换协议的记忆效应在晶格中的相互作用诱导的传输中最明显。我们的模拟表明，系统进入一个政权所管辖的广义菲克定律和记忆效应导致初始状态依赖的扩散系数。我们还确定了增强记忆效应的条件，并讨论了可能的实验影响。
2017-09-25 cond-mat.quant-gas quant-ph
Fault-tolerant breathing pattern in optical lattices as a dynamical quantum memory
对量子信息处理的建议通常需要开发新的量子技术。然而，在这里，我们建立量子存储器的超冷原子在一维光晶格与现有的最先进的技术。在抛物外场作用下，我们证明了任意初始态在光晶格的一端可以时间演化和复苏，具有非常高的保真度，在可预测的离散时间间隔。物理上，抛物线场，可以催化呼吸模式。初始状态由模式记忆，并且可以在任何复兴时刻检索。与通常的与时间无关的记忆相比，我们称之为动态记忆。此外，我们还证明了量子态在恢复时刻的高保真度对制造缺陷甚至含时噪声具有容错性。
2014-07-02 quant-ph
Nonlocal memory effects in the dynamics of open quantum systems
我们探讨了通过局域系统与环境相互作用生成开放量子系统非局域动力学映射的可能性。采用一个通用的退相干过程引起的局部相互作用哈密顿量，我们表明，在复合环境中的初始相关性可以导致一个非局部的开放系统动力学表现出很强的记忆效应，虽然当地的动态是马尔可夫。在两个纠缠光子与两个退相环境相互作用的模型中，我们发现记忆效应的程度与初始环境状态中的相关性之间存在直接联系。结果表明，与传统的智慧，扩大一个开放的系统可以改变的动力学从马尔可夫到非马尔可夫。
2012-04-25 quant-ph
Distributing Memory Effects in an Open Two-Qubit System
我们介绍了一种在开放的两量子比特系统的状态空间的不同子空间之间分配记忆效应的方法。在线性光学框架内，我们感兴趣的系统是两个光子的偏振，而环境由它们的频率自由度组成。通过利用初始相关的频率分布和初始频率相关的相位因子，我们能够控制所有四个退相干函数的偏振-对应于不同的开放系统子空间划分-几乎彼此独立。因此，我们的研究结果表明，在一个多部移相系统，马尔可夫和非马尔可夫动态可以任意划分的子系统之间，并引起一个新的概念的内存分区。我们还讨论了结果的进一步影响，例如，关于双量子比特系统中的纯度和熵的动力学。
2020-08-26 quant-ph
Optimising the Efficiency of a Quantum Memory based on Rephased Amplified Spontaneous Emission
我们研究了作为光学深度的函数的重相放大自发发射（RASE），用于产生纠缠光的协议的召回效率。实验是在稀土掺杂晶体Pr $^{3+}$：Y $_{2}$ SiO $_{5}$中的$^{3}\! H_{4}$ $\rightarrow$ $^{1}\! D_{2}$跃迁上进行的，使用四个超精细能级之间的四个能级回波序列对发射进行重定相。在$αL$ = 0.8至2.0的光学深度范围内观察到重定相发射，当结合自旋存储时观察到最大重定相效率为14%。这个效率是一个显着的改善，以前报道的非经典的结果，但很短的预测效率。我们讨论了可能的机制限制协议的性能，并提出了克服这些限制的方法。
2022-07-14 quant-ph
Thermalization in a repeated-interaction model with memory effects
Graduate School of Science and Technology, Keio University（庆应义塾大学理工学部）；Quantum Computing Center, Keio University（庆应义塾大学量子计算中心）；Research and Development Group, Hitachi, Ltd.（日立株式会社研发集团）；Keio University Sustainable Quantum Artificial Intelligence Center (KSQAIC), Keio University（庆应义塾大学可持续量子人工智能中心）
本研究通过重复相互作用模型，探讨记忆效应对量子比特热化的影响，发现系统收敛于热态但呈非单调趋近，并存在类似Mpemba的逆转现象，且这些现象依赖于初始相干性或布居数不平衡。
2026-10-05 quant-ph
The Capabilities of a Perturbed Toric Code as a Quantum Memory
我们分析了典型的，未知的扰动对二维复曲面代码作为量子存储器时，将纠错读出的影响。通过将系统转化为一个一维横向伊辛模型进行瞬时淬火，并广泛使用Lieb-Robinson边界，我们证明了一个大类的扰动，存储信息的生存时间增长至少与系统的大小几何。均匀的磁场使这种缩放行为饱和。我们表明，随机化的稳定剂强度给出了一个多项式的生存时间与程度，取决于扰动的强度。
2011-12-30 cond-mat.str-el quant-ph
Initial State Memory in Finite Random Brickwork Circuits
School of Physics and Astronomy, University of Birmingham（伯明翰大学物理与天文学院）；Centre for Fluid and Complex Systems, Coventry University（考文垂大学流体与复杂系统中心）
研究有限随机砖块电路在何种条件下能保留初始状态的局部信息，通过计算演化后子系统缩减态的平均弗罗贝尼乌斯距离，发现当环境子系统小于系统一半时信息保留，否则丢失，并发现大规模下距离趋于普适形式，引入弱边界耗散可观察记忆保持与信息丢失相变。
2026-03-24 cond-mat.stat-mech hep-th quant-ph
Measurement-based Initial Point Smoothing and Control Approach to Quantum Memory Systems
School of Engineering, Australian National University（澳大利亚国立大学工程学院）；Australian Centre for Robotics, University of Sydney（悉尼大学澳大利亚机器人中心）
本文提出基于测量的初始点平滑与控制方法，用于在环境噪声下提高量子记忆系统中量子信息存储的稳定性与精度。
2025-12-05 cs.SY eess.SY math.OC
Temporal Model On Quantum Logic
本文提出统一理论框架，结合时间逻辑、记忆衰减与层次上下文，用线性/分支时间模型及贝叶斯更新形式化记忆演化，以有向无环图建模层次，为认知与计算记忆过程奠定基础。
2025-05-25 cs.AI math.LO quant-ph
Optimal Quantum Transfer from Input Flying Qubit to Lossy Quantum Memory
在量子网络中，一个关键的挑战是最小化飞行量子位的直接反射，因为它们耦合到静止的基于谐振器的存储量子位，因为反射的幅度代表不能直接恢复的状态传输失真。优化传输保真度可以通过动态地改变谐振器与飞行量子比特场的耦合速率来实现。在这里，我们分析得出的最佳耦合率分布的量子存储器的固有损耗的存在下，使用开放量子系统的方法，可以占固有谐振器损耗。我们表明，由于谐振器字段必须最初是空的，在谐振器中的初始振幅必须产生，以消除反射通过相消干涉;此外，我们表明，这个初始振幅可以足够小，以允许整个完整的传输过程中的净失真接近统一。然后，我们推导出随时间变化的谐振器耦合，最大限度地提高作为初始人口和固有损耗率的函数的状态转移保真度，提供了一个完整的协议之间的飞行量子比特和谐振器量子比特的最佳量子态转移。我们提出了完整的协议，使用指数和高斯配置文件的解析表达式和数值例子的quantiities。我们表明，状态转移保真度约为99.9%，可以达到实际的固有损耗的谐振器用作量子存储器。
2020-11-11 physics.optics quant-ph
Quantum control using quantum memory
我们提出了一个新的量子数值方案来控制二维时空网格中量子步行者的动力学。更具体地说，我们展示了如何为每个空间网格引入量子存储器，这个结果可以通过简单地作用于整个系统的初始状态来实现，因此可以一劳永逸地精确控制。作为例子，我们证明了分析如何编码的初始状态中的任何任意步行者的平均轨迹和方差。这使得在中期量子器件上实现动态有趣的物理模型的可能性显着接近，并在量子场论（QFT）的模拟方面引入了一个新的方向，特别是在弯曲流形上。
2020-11-12 cs.DS quant-ph
Quantum memory at an eigenstate phase transition in a weakly chaotic model
我们研究了一个完全连接的量子自旋模型共振耦合到一个小的环境中的非相互作用的自旋，并调查如何在很长一段时间内记住初始状态的属性。我们发现记忆的初始状态的属性，除了总能量，这是不保守的动态。这种记忆发生在光谱的中间，其中本征态量子相变（ESQPT）作为能量的函数发生。在光谱中的该能量处的记忆效应对于系统-环境耦合是鲁棒的，直到耦合改变ESQPT的能量。这项工作证明了ESQPT记忆的效果作为独立的可积性，并提出了更广泛的普遍性，这种机制，以防止热化在ESQPT。
2022-06-27 cond-mat.dis-nn nlin.CD quant-ph
Scalable Memory Recycling for Large Quantum Programs
本文提出一种针对大型量子程序的可扩展内存回收编译算法，通过将高级量子代码建模为控制流图并搜索拓扑排序以最大化量子比特重用，同时利用启发式方法平衡电路宽度与深度，并通过电路结构分析识别可独立解决的子问题以缓解编译瓶颈。
2025-03-02 cs.PL quant-ph
Memory-enhanced quantum extreme learning machines for characterizing non-Markovian dynamics
Abdelmalek Essaadi University（阿卜杜勒马利克·埃萨迪大学）；Université Grenoble Alpes（格勒诺布尔阿尔卑斯大学）；Institute for Cross-Disciplinary Physics and Complex Systems (IFISC) UIB-CSIC（跨学科物理与复杂系统研究所（IFISC）巴伊利亚群岛大学-西班牙国家科研委员会）
本文提出基于量子极值学习机的增强记忆方法，通过引入时间信息和额外可观测量提升量子动力学参数估计性能，发现时间记忆对非马尔可夫动力学有显著增强作用。
2026-03-17 physics.comp-ph quant-ph
Many-Body Protection of Topological Edge Memory in Strong Interacting Quenches
University of Southern California（南加州大学）
研究量子淬火后拓扑边缘态记忆在非可积相互作用系统中的存活，发现淬火后哈密顿量为相互作用时，边界模记忆通过多体保护机制在有限时间内稳定。
2026-07-28 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Erasing Classical Memory with Quantum Fluctuations: Shannon Information Entropy of Reverse Quantum Annealing
在三个超导量子退火器上通过逆向量子退火实验，利用磁畴壁分布的Shannon信息熵，研究了量子涨落导致的经典记忆丢失与保留的转变，确立了探测量子涨落与记忆相互作用的通用探针。
2025-09-13 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el cs.IT
