Quantum Computers and Decoherence: Exorcising the Demon from the Machine
退相干是量子计算机实现的主要障碍。直到最近，人们还认为量子纠错码是解决退相干问题的唯一完整方案。在这里，我们提出了一种替代方案，它是基于一个消相干的子空间编码和应用程序的强大和快速的脉冲的组合：“编码的再耦合和再耦合”（ERD）。这种替代方案的优点是编码开销较低（每个逻辑量子比特只有两个物理量子比特就足够了），并且直接应用于许多有希望的量子计算机实验实现方案。
2003-02-27 quant-ph
A quantum-mechanical Maxwell's demon
麦克斯韦恶魔是一种获取信息并将其用于热力学优势的设备，这显然（但不是实际）与热力学第二定律相矛盾。量子力学版本的麦克斯韦恶魔展示了经典版本所没有的特征：特别是，一个获取量子系统信息的设备在这个过程中会干扰它。此外，由量子测量产生的信息充当热力学低效率的额外来源。本文研究了量子力学麦克斯韦恶魔的性质，并提出了这种设备的实验实现模型。
1996-12-12 quant-ph
Decoherence and the Final Pointer Basis
利用泛函方法证明了一般量子系统在最终指针基上演化到退相干态。
2000-05-24 quant-ph
Reducing spatially correlated noise and decoherence with quantum error correcting codes
结果表明，量子计算中的噪声过程可以用空间关联的消相干和耗散来描述。我们证明了传统的量子纠错码纠正单量子比特的错误是适用于减少空间相关噪声。
1998-11-22 quant-ph
Experimental quantum decoherence control by dark states of the environment
量子系统与环境的相干相互作用通常会引起量子退相干。然而，值得注意的是，在某些配置中，可以同时探索相干系统-环境耦合以设计消除退相干的环境的特定暗状态。在这里，我们报告这样的协议抑制量子退相干量子退相干本身的实验演示。该协议是基于环境的间接控制，通过量子测量的量子探针与环境之前，应该保护的系统。不需要直接操纵环境来抑制退相干。在我们的原理验证实验中，我们演示了对耦合到另一个量子位的单个量子位的保护。我们用线性光学和单光子实现了所需的量子线路，这使我们能够在实验中保持非常高的控制和灵活性。我们的研究结果清楚地证实了该协议实现的消相干抑制，并为其在其他物理平台上的应用铺平了道路。
2020-05-14 quant-ph
Phase-selective reversible quantum decoherence in cavity QED experiment
提出了一种新的可行的腔QED实验来分析量子互补和纠缠导致的可逆量子退相干。利用与环境的相位选择性操纵，它是演示如何互补特别是诱导可见性的保存，而量子退相干是更进步的，由于系统和环境之间的显着纠缠。这种效应可以直接观察到使用建议的腔QED测量。
2001-08-27 quant-ph
Power of an optical Maxwell's demon in the presence of photon-number correlations
我们研究了相关性如何影响最近光学实验中演示的麦克斯韦恶魔模拟器的性能[Vidrighin等人，物理修订版信函116，050401（2016）]。恶魔的力量被发现是增强或阻碍，这取决于相关性的性质，与热恶魔所面临的情况非常相似。
2017-02-27 quant-ph
Functional Approach to Quantum Decoherence and the Classical Final Limit
对于一组广泛的量子系统，它表明，量子政权可以被认为是瞬态阶段，而最终的经典统计制度是一个永久的状态。找到了这些末态出现精确矩阵退相干的基，并研究了与历史形式退相干的关系。一组最终的内在一致的历史被发现。
2000-05-24 quant-ph
Quantum Decoherence of Charge Qubit coupled to Nonlinear Nanomechanical Resonator
当纳米机械谐振腔的非线性不可忽略时，解析地研究了电荷量子比特的量子退相干。利用非线性Jaynes-Cummings模型，探讨了非线性纳米机械谐振器作为量子数据总线的可能性，非线性破坏了动态量子信息存储，维持了电荷量子比特量子相干性的恢复。通过对退相干因子的计算，讨论了纳米机械谐振腔的非线性对电荷量子比特工程退相干的影响。
2013-04-27 quant-ph
On the lack of relation between physics and "Quantum discord and Maxwell's demons"
信息理论的论点在最近出版的“量子不和谐和麦克斯韦的恶魔”进行了讨论，并发现不解决麦克斯韦指定的问题。两个相互关联的和明确的驱魔的恶魔，一个纯粹的热力学，和其他量子热力学简要讨论。在这两次驱魔中，恶魔都无法完成他的任务，既不是因为信息论工具的限制，也不是因为他的智商。这些限制是由于他被要求执行他的恶魔行为的系统的物理状态。
2007-06-13 quant-ph
Velocity-dependent optical forces and Maxwell's demon
置于聚焦激光束中的原子将由于相互作用能量的梯度而经历偶极力，这类似于众所周知的光镊效应。由于多普勒效应，这种力将取决于原子的速度，这可能被用来实现麦克斯韦恶魔。光子散射和其他形式的耗散可以忽略不计，这似乎与量子信息证明麦克斯韦恶魔必须耗散最小量的能量相矛盾。我们表明，速度依赖性的偶极力被抵消的另一个力是相关的激光束的相位的梯度。因此，麦克斯韦恶魔不能以这种方式实现。
2018-09-17 quant-ph
Realization of quantum Maxwell's demon with solid-state spins
关于麦克斯韦恶魔的长达一个世纪的悖论的解决揭示了信息论和热力学之间的深刻联系。虽然最初是作为一个思想实验引入的，但麦克斯韦的恶魔现在可以在几个物理系统中实现，从而对信息-热力学关系进行有趣的测试。在这里，我们报告的实验实现的量子版本的麦克斯韦恶魔使用固态自旋的信息获取和反馈操作的恶魔是通过有条件的量子门。这种实现方式的一个独特之处在于，恶魔可以从量子叠加态或与辅助观察者的纠缠态开始。通过量子态层析，我们测量了系统、Demon和Anchilla的熵，并讨论了相干和纠缠对结果的影响。量子实现麦克斯韦的恶魔增加了更多的可控性，这个自相矛盾的热机器，并可能会发现在量子热力学涉及微观系统的应用。
2017-11-28 quant-ph
Room-temperature storage of quantum entanglement using decoherence-free subspace in a solid-state spin system
我们实验证明室温存储的量子纠缠使用两个核自旋弱耦合的电子自旋由一个单一的氮空位中心在金刚石。我们实现了对三量子比特自旋系统的通用量子门控制，并在两个核自旋的无消相干子空间中产生了编码的纠缠态。通过注入任意的集体噪声，我们证明了无退相干纠缠态的相干时间比其他纠缠态的相干时间长一个数量级。
2017-11-08 quant-ph
Quantum Discord and Maxwell's Demons
量子不和谐被提出作为相关性的“量子性”的信息论度量。我表明，不和谐决定了量子和经典麦克斯韦恶魔的效率之间的差异-也就是说，实体，可以或不能测量非局部观测或进行条件量子操作-在提取相关的量子系统的集合工作。
2003-01-23 quant-ph
Quantum Decoherence Modulated by Special Relativity
通过研究自旋为1/2的Dirac电子在背景磁噪声作用下的演化，我们证明了狭义相对论的作用会显著地改变自旋态的退相干性质.退相可以被大大抑制，并且在足够长的时间内，退相干甚至似乎停止。这一有趣的现象源于狭义相对论诱导的修饰环境。
2007-10-03 quant-ph
Maxwell's Demon, Szilard's Engine and Quantum Measurements
我们提出并分析了一个量子版本的西拉德的“单分子引擎”。特别是，我们在量子环境中恢复了西拉德关于测量的自由能“成本”的结论：每比特信息的$ΔF \geq k_B T\ln2$。
2003-01-15 quant-ph
Preservation of atomic coherence in double-well optical lattice in presence of decoherence
我们提出了一种量子干涉方法来保持囚禁在光晶格中原子外态的相干性。我们表明，这是可能的，通过适当地选择原子的初始状态。我们证明了这一点的背景下，退相干由于自发发射在一维光学双阱晶格。
2010-02-05 quant-ph
Charge Qubit Storage and Its Engineered Decoherence via Microwave Cavity
研究了微波腔中超导电荷量子比特与量子化电磁场的纠缠。它可以动态地控制一个经典的外部场线程的SQUID内的电荷量子比特。利用可控的量子纠缠，我们可以演示电荷量子比特携带信息的量子存储的动态过程。另一方面，基于这种工程化的量子纠缠，我们还可以证明电荷量子比特在准经典态下与腔场耦合时会发生量子跃迁，从而产生渐进的退相干。
2005-02-01 quant-ph
Suppression of collisional decoherence
我们采用连续动力学解耦方案来抑制冷原子弹性碰撞引起的退相干。使用连续的回波脉冲，我们实现了30倍的增加在相干时间的Rb 87原子被困在一个偶极陷阱。超过100毫秒的相干时间被证明与光学深度为120的合奏。
2009-05-28 quant-ph
An efficient scheme for numerical simulations of the spin-bath decoherence
我们证明了切比雪夫展开方法是研究量子系统自旋浴退相干的一个非常有效的数值工具。我们考虑了在研究由少量耦合自旋组成的量子系统的退相干时出现的两个典型问题：（i）确定系统的指针态，（ii）确定量子振荡的时间衰减。正如我们的研究结果表明，对于确定指针状态，基于切比雪夫的计划是至少一个因素的8比现有的算法的基础上的铃木-特罗特分解。对于第二类问题，基于Chebyshev的方法比基于Suzuki-Trotter的方法快3- 4倍。这一结论定性地适用于具有不同自旋浴和不同哈密顿量的广泛系统。
2003-01-23 quant-ph
Protecting quantum systems from decoherence with unitary operations
退相干是实现大规模、低噪声量子信息处理器件的根本障碍。在这项工作中，我们提出了一种方法来抑制错误，采用前处理和后处理酉操作，之前和之后的消相干通道的行动。与量子纠错和基于测量的方法相比，所建议的方法依赖于针对特定状态专门设计的酉算子，而不需要辅助量子比特或后选择过程。我们考虑退相干通道作用于属于多量子比特态的单个量子比特的情况。预处理和后处理算子可以是单独的，即仅作用于受退相干通道影响的量子比特，或者是集体的，即作用于整个多量子比特状态。我们给出了一个分类的可能的策略的保护计划，分析它们，并推导出表达式的最佳酉运营商提供最大值的保真度关于初始和最终状态。具体来说，我们证明了等价的计划，其中一个单一的操作是个人，而其他是集体。然后，我们考虑实现我们的方法的基本退相干模型，其中包括单量子比特去极化，退相，和振幅阻尼通道。我们还证明了这些退相干模型的多量子比特态的退相干鲁棒性是由经历退相干信道的量子比特的约化态的熵决定的。
2020-02-23 quant-ph
Extended quantum Maxwell demon acting over macroscopic distances
量子麦克斯韦恶魔是一种可以通过提供纯度来降低量子系统熵的设备。这种量子恶魔的功能植根于交换混合态和纯态的量子力学SWAP操作。我们描述了一个量子麦克斯韦恶魔的设置和性能，从远处净化能量孤立系。我们基于cQED的设计涉及两个transmon量子位，其中混合态目标量子位由通过非谐振传输线连接的纯态demon量子位纯化;这种配置自然会产生iSWAP门。虽然不如一个完整的SWAP门强大，我们表明，假设当今的性能特征的cQED实现，这样一个扩展的量子麦克斯韦恶魔可以净化的目标量子位在宏观距离上的数量级米，并容忍升高的温度的顺序几开尔文的传输线。
2018-11-13 quant-ph
Decoherence-Free Quantum Information Processing with Four-Photon Entangled States
无退相干态保护量子信息免受集体噪声的影响，集体噪声是当前量子通信和计算实现中退相干的主要原因。在这里，我们证明了自发参量下转换可以用来产生四光子态，使一个量子比特的编码在一个消相干的子空间。通过对编码后的量子比特进行量子态层析成像，验证了该方法的抗噪声能力。我们表明，特定状态的编码量子比特可以区分本地测量的四个光子。
2004-06-02 quant-ph
Maxwell Demon from a Quantum Bayesian Networks Perspective
我们提出了一个新的不等式，我们称之为条件老化不等式（CAIN）。CAIN是对热力学第二定律的非平衡状态的轻微概括。本文的目的是研究CAIN的后果。我们使用CAIN来讨论Maxwell Demon过程（即，反馈的热力学过程）。特别是，我们将CAIN应用于四种情况下的Szilard引擎：一个经典的或一个量子系统与一个或两个相关粒子。除了提出这个新的不等式，我们称之为CAIN，本文的另一个新的特点是，我们使用量子贝叶斯网络来分析麦克斯韦恶魔过程。
2012-12-30 quant-ph
Extracting work from quantum measurement in Maxwell demon engines
经典引擎和量子引擎的本质都是从随机能源（例如热浴）中提取有用的能量（功）。在麦克斯韦的恶魔引擎中，功的提取是由基于恶魔执行的测量的反馈控制来辅助的，恶魔的存储器以一些非零的能量成本被擦除。在这里，我们提出了一种新型的量子麦克斯韦的恶魔引擎，工作直接从测量通道中提取，这样就不需要热浴。我们表明，在芝诺制度的频繁测量，内存擦除成本最终消失。我们的研究结果提供了一个新的范式来分析量子世界中的量子热机和功提取。
2017-05-23 quant-ph
One-way Quantum Deficit and Decoherence for Two-qubit $X$ States
从理论推导出发，系统地研究了双量子比特$X$态的单向量子亏损。提出了一种计算两量子比特$X$态单向量子亏损的有效方法。分析结果作为详细的例子。此外，我们还证明了相位阻尼通道下单向量子亏损的退相干性。
2016-03-12 quant-ph
Wigner distribution, nonclassicality and decoherence of generalized and reciprocal binomial states
光的量子态可以表示为有限的Fock态叠加（FSFS）。我们证明了非经典的任意FSFS通过其相空间分布，如Wigner函数和$Q$ -函数。通过考虑FSFS的Wigner函数在振幅衰减和相位阻尼通道中的时间演化，研究了FSFS的消相干特性。作为例子，我们确定了广义和互易二项式态的非经典性和退相干。
2013-07-01 quant-ph
Generation and Suppression of Decoherence in Artificial Environment for Qubit System
已知具有有限自由度的量子系统可以模拟系统和环境的复合物，如果假设环境的状态通过外部操纵而随机化。我们从理论上证明了单量子比特的任何相位退相干现象都可以用双量子比特系统来模拟，并在实验上演示了两个例子：一个是传输线中单量子比特的相位退相干，另一个是量子存储器中的相位退相干。我们进行核磁共振实验，采用双自旋分子，并清楚地测量这两种情况下的退相干。我们还证明了实验上的bang-bang控制有效地抑制退相干。
2007-02-10 quant-ph
Nonlinear bosonic Maxwell's demon
麦克斯韦的恶魔原理通过测量系统中的波动来提取有价值的资源，这已经激发了现代量子物理学。与经典物理相反，与探针的自由耦合及其自由测量从根本上塑造了系统状态。这成为麦克斯韦恶魔效应的一个新维度，因为除了获得的信息之外，系统上的反作用可以被利用，并且对于进一步的应用至关重要。我们研究量子玻色子麦克斯韦妖耦合到一个两能级系统来解决这个问题直截了当。能量守恒的Jaynes-Cummings相互作用对能量量子的确定性多次消减导致了一个非平衡态。虽然仍然是超泊松，但它可以比任何热态更好地共振激发另一个二能级系统。为了进一步减少超泊松统计接近泊松的麦克斯韦恶魔操作，并增加激发速率，我们建议随后使用仍然积极保守的多声子减法进行一个可用的非线性Jaynes-Cummings相互作用。两个确定性减法的最佳组合导致接近泊松分布的统计，否则产生的散粒噪声有限的来源作为一个理想的激光器，需要极端的玻色子非线性饱和。
2023-03-02 quant-ph
Non-Adiabatic Holonomic Quantum Computation in Decoherence-Free Subspaces
量子计算结合了消相干子空间的相干稳定性和几何完整控制的容错性，具有重要的实际意义。近年来，人们提出了一些在无退相干子空间中进行绝热完整量子计算的方案。然而，在无退相干子空间中的非绝热完整量子计算，它避免了长的运行时间的要求，但所有的鲁棒性的优点，仍然是一个开放的问题。在这里，我们演示了如何在无退相干子空间中实现非绝热完整量子计算。通过只使用三个相邻的物理量子比特进行集体退相来编码一个逻辑量子比特，我们实现了一组通用的量子门。
2012-10-25 quant-ph
Scalable solid-state quantum computation in decoherence-free subspaces with trapped ions
我们提出了一个无退相干子空间（DFS）方案来实现囚禁离子的可扩展量子计算。利用自旋相关的库仑相互作用，非常规的几何量子门的通用集合被实现在编码子空间中，这些子空间通过集体退相而免受退相干。该方案的离子阵列系统的可扩展性证明，无论是通过绝热的方式打开和关闭的相互作用，或通过一个快速的门计划与全面的DFS编码和噪声去耦技术。
2006-03-24 quant-ph
Effect of bath temperature on the decoherence of quantum dissipative systems
我们报告了一个反常的量子耗散系统的消相干现象的框架内的随机解耦方案，随着一个层次的运动方程的形式主义，没有通常的Born-Markov或弱耦合近似。研究发现，在强耦合区，提高水浴温度可以降低两量子比特自旋玻色子模型的退相干。对于弱耦合情况，我们发现镀液温度可以增强退相干。这一结果与通常认为的浴温越高，退相干越严重的观点相反，表明在双量子位自旋玻色子模型中发生了退相干动力学跃迁。我们还证明了临界转变点可以用量子相干性指标的频谱的行为来表征。
2016-12-21 quant-ph
Decoherence, Chaos, and the Correspondence Principle
我们提出的证据表明，退相干可以产生一个平滑的量子到经典的非线性动力学系统的过渡。量子和经典演化的高分辨率跟踪揭示了相应观测值的期望值的差异。主方程的解表明退相干破坏了Wigner分布中的量子干涉，并洗掉了经典分布中的精细结构，使两者更接近。量子和经典的期望值之间的对应关系也重新建立。
1998-03-16 quant-ph
Realization of Universal Ion Trap Quantum Computation with Decoherence Free Qubits
量子计算机与环境的任何残余耦合都会导致计算错误。将量子信息编码在所谓的无消相干子空间中提供了避免这些错误的手段。尽管在采用这种技术以数量级扩展存储器存储时间方面取得了巨大进展，但在这样的子空间内的计算一直很少。在这里，我们展示了实现一个通用的量子门的一组作用于消相干的离子量子比特。我们将这些门结合起来，在无退相干的可扩展量子计算机中实现了第一个受控非门。
2009-09-21 quant-ph
Conditional action and quantum versions of Maxwell's demon
我们提出了一种新的方式来看待量子麦克斯韦恶魔问题的条件作用。对系统的“条件作用”是根据先前测量的结果选择的酉时间演化，其可以减少系统的熵。然而，任何有条件的作用都可以通过一个更大系统的（无条件的）幺正时间演化和随后的吕德斯测量来实现，由此整个系统的熵要么增加要么保持不变。我们给出了一些例子来说明和证实我们的建议，包括擦除$N$量子位和Szilard引擎，从而将本方法与Szilard原理和Landauer原理联系起来，这些原理已经被讨论为麦克斯韦恶魔问题的可能解决方案。
2020-09-22 quant-ph
Decoherence-Free Subspaces in Quantum Key Distribution
我们证明了实用量子密钥分发领域的两个最新创新（单向自动补偿和被动检测）与保护量子计算不受退相干影响的方法密切相关。我们提出了一个新的方案，结合这些优点，并提出了一个实际的实施方案，是可行的，使用现有的技术。
2003-07-17 quant-ph
Enhanced Photonic Maxwell's Demon with Correlated Baths
麦克斯韦恶魔是量子信息处理和热力学之间相互关系的核心。在这个思想实验中，一个恶魔通过在单粒子水平上获取信息并应用经典的前馈操作，在最初处于平衡状态的两个热浴之间产生温度梯度，从而允许提取功。在这里，我们实现了一个光子版本的麦克斯韦恶魔与主动前馈在基于光纤的系统中使用超快光开关。我们的实验表明，如果两个热浴之间存在相关性，恶魔可以产生一个数量级以上的温差比没有相关性，因此提取更多的工作。我们的工作展示了光子实验的巨大潜力-它提供了对系统的独特控制程度-以访问量子热力学的新制度。
2022-09-14 quant-ph
Maxwell Demon and Einstein-Podolsky-Rosen Steering
本文提出麦克斯韦妖辅助的EPR导引及其量子电路模型，揭示了通过做功模拟量子非定域性关联的新漏洞，并定量描述了妖做功的能量耗散与非定域性关联的关系。
2024-04-24 quant-ph
Robust photonic entanglement distribution via state-independent encoding onto decoherence-free subspace
有效和忠实地执行量子信息任务，例如，量子计算、量子通信和量子精密测量需要鲁棒的和与状态无关的消相干抑制措施来保护量子信息载体。在这里，我们提出了一个强大的分布方案，其中纠缠光子对的一个光子成功地编码到一个无消相干子空间（DFS）的状态无关的计划和解码的实验演示。我们实现了纠缠态在光纤通信信道上的高保真分布，并证明了该方案对参考系的脆弱性具有鲁棒性。由于该方案的状态独立性，它也适用于待分配光子与许多其他光子纠缠的多体情况。这种通用方案为在量子通信和计算网络之间稳健地分发量子信息提供了可能性。
2008-06-18 quant-ph
Quantum control limited by quantum decoherence
我们描述了量子可控性的影响下的量子退相干诱导的量子控制本身。研究表明，当控制器被看作一个量子系统时，它将与被控系统纠缠，从而导致被控系统的量子退相干。在与这种诱导退相干的竞争中，在装备良好的量子控制过程中，可控性将受到某些不确定性关系的限制。结合相位不确定性和标准量子极限，研究了一个一般模型，证明了在有限时间内实现有限能量无消相干量子控制的可能性.如果量子控制的操作由控制器的初始状态决定，那么由于量子控制本身的退相干，量子可控性存在一个下界.
2006-03-16 quant-ph
Decoherence-assisted quantum key distribution
本文提出一种退相干辅助的量子密钥分发方案，利用光的空间自由度引入可控退相干，在BB84协议下有效减少窃听者获取的信息量，并在大量退相干存在时实验实现了低量子比特误码率。
2024-05-30 quant-ph
Decoherence induced by squeezing control errors in optical and ion trap holonomic quantum computations
考虑到哈达玛门在光学和离子阱完整量子计算机上的特殊实现，我们研究了随机压缩控制误差引起的退相干。当控制噪声用Ornstein-Uhlenbeck随机过程建模时，我们得到了Hadamard门的保真度，并计算了最终态的纯度。我们证明，在矛盾的情况下的系统控制误差的随机导致退相干的最终状态。在小误差范围内，我们导出了门保真度与末态纯度之间的简单关系式。
2006-02-07 quant-ph
Non-equilibrium quantum phase transition via entanglement decoherence dynamics
研究了系统-环境耦合强度从弱耦合到强耦合时连续变量纠缠的退相干动力学。由于强耦合区域中局域模的存在，系统不能与环境达到平衡，导致非平衡量子相变。我们解析地求解了任意谱密度下的纠缠退相干动力学。非平衡量子相变被证明为系统-环境耦合强度的变化，所有的欧姆型光谱密度。得到了三维纠缠量子相图。
2016-10-13 quant-ph
Quantum decoherence emulated in a classical device
我们证明了一个经典的模拟量子门操作，在这里代表一个实际的模拟电子设备，可以准确地建模为量子操作的一个通用的泡利算子。这一观察结果提出了将量子纠错方法应用于经典系统以提高容错性的可能性。
2021-04-27 quant-ph
Controlling decoherence of a two-level-atom in a lossy cavity
利用外部周期性驱动源，我们证明了控制置于有耗腔中的二能级原子的相干和退相干动力学的可能性。阐述了相干动力学对隧穿相干破坏（CDT）现象的控制，处于量子叠加态的受驱动二能级原子的相干动力学实际上可以完全停止。我们研究了二能级原子在不同初始制备条件下的这种现象。然后，我们继续研究的退相干起源于二能级原子与有耗腔模的相互作用。的损耗机制中描述的一个微观模型，耦合谐振腔模式到一个浴缸的谐波场模式。在二能级原子上施加一个适当调谐的连续激光场，可以大大降低原子的退相干。我们证明了原子态的两个相反的初始制备：量子叠加态以及基态的消相干的抑制。这些发现可以用于在量子比特操纵过程中熟练地对抗退相干的效果。
2000-03-17 quant-ph
Three-axis Active Magnetic Compensation with Spatial Feedforward Matrix Decoupling and Hysteresis PI Regulation for Suppressing Zeeman Decoherence of Cold Atom Quantum Memories
North University of China（中北大学）；Shanxi Dazhong electronic information Industry Group Co., LTD.（山西大众电子信息产业集团有限公司）
本文提出一种空间前馈矩阵解耦与滞环PI调节的三轴主动磁补偿架构，通过硬件、算法与控制方法优化，显著提升冷原子量子存储器零磁场区域的均匀性与长期稳定性，实现了高精度的磁场抑制效果。
2026-10-16 quant-ph
Steering heat engines: a truly quantum Maxwell demon
我们解决的问题，验证量子热机。一个Szilárd引擎是真正的量子，如果它的工作输出不能被描述的本地隐藏状态（LHS）模型，即。e.一个客观的局部统计集合。量子在这种情况下，揭示了一个转向型的不平等，限制了经典的可提取的工作。量子麦克斯韦恶魔可以通过利用工作介质和热环境之间的量子相关性来违反这个不等式。虽然对于经典的西拉德引擎来说，对介质的客观描述总是存在的，但在真正的量子情况下，任何这样的描述都可以通过操纵任务来排除。
2019-11-26 quant-ph
Information-to-work conversion by Maxwell's demon in a superconducting circuit-QED system
麦克斯韦恶魔的实验引发了热力学和统计力学基础的研究。Demon测量系统可观测值的波动，并通过反馈控制将信息增益转换为功。最近的发展阐明了信息获取与熵产生之间的关系，推广了热力学第二定律和涨落定理。在这里，我们扩大范围的系统，利用超导电路量子电动力学的技术受到量子涨落。我们实现麦克斯韦妖配备了相干控制和量子非爆破投影测量超导量子比特，在那里我们验证了广义积分涨落定理，并证明了信息到工作的转换。这揭示了超导电路作为研究反馈控制下的量子信息热力学的多功能平台的潜力，这与计算和计量学的量子纠错密切相关。
2017-09-02 quant-ph
Hyper-decoherence in Density Hypercubes
我们研究超退相干在三个操作理论从文献中，最近推出的高阶CPM建设的所有例子。其中，我们表明密度超立方体理论是最丰富的后量子现象。具体地说，我们证明了密度超立方体到量子系统的概率超退相干的存在性，并计算了相关的超相位群。这使得密度超立方体具有重要的基础意义，作为一个理论的例子，它以原始和不可预见的方式避开了最近的不去结果，同时显示了完全成熟的操作语义。
2021-09-06 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
Floquet states in dissipative open quantum systems
基于Maxwell-Bloch方程的完全解，我们从理论上研究了非平衡驱动开放量子系统的定态性质。在共振驱动条件下，发现横向弛豫（也称为退相干）对Floquet态的形成有显著的破坏作用，而纵向弛豫对Floquet态的形成没有直接影响.此外，通过计算非平衡稳态的准能谱，我们证明了只要退相干时间短至Rabi周期的1/3，就可以观察到Rabi分裂.此外，我们发现，Floquet态可以形成，即使在显着的耗散时，退相干时间大大短于驱动周期，一旦驱动场强度变得足够强。在非共振条件下，我们证明了Floquet态可以实现，即使在弱场制度，因为系统没有被激发，退相干机制没有被激活。一旦场强变得足够强，系统可以被非线性过程激发，并且退相干过程变得活跃。因此，即使在非谐振条件下，Floquet状态也会受到环境的显著干扰。因此，我们在这里表明，加热的抑制是实现Floquet状态的关键条件，在两个共振和非共振条件下，不仅因为它可以防止材料损伤，而且因为它有助于保持相干性。
2020-02-17 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Control limit on quantum state preparation under decoherence
量子信息技术需要仔细控制以生成和保持期望的目标量子态。当然，最大的实际障碍是退相干。因此，可达性分析，在我们的场景中，旨在估计退相干下的受控状态和目标状态之间的距离，是非常重要的，以评估这些技术的现实性能。本文给出了在退相干过程和几种反馈控制作用下，一般开放马尔可夫量子系统基于量子距离的一个下界。下限是直接计算的，并且可以用作选择目标状态的指导，如在一些示例中所示。此外，该下限还被应用于一些基于大尺寸原子系综的量子精密测量问题的理论极限。
2019-05-29 quant-ph
Suppression of electron spin decoherence of the diamond NV center by a transverse magnetic field
我们证明了如果电子自旋池是主要的退相干源，则金刚石中氮空位（NV）中心的自旋退相干可以被横向磁场抑制。NV自旋相干，在“消相干自由子空间”中创建的零场分裂的横向分量的保护，增加约两倍的自旋相干时间。当平行于NV对称轴施加强于~25高斯的磁场时，由于电子自旋浴的退相干也被抑制。我们的方法可以用来延长自旋相干时间的类似自旋系统的应用在量子计算，场传感，和其他计量。
2013-09-18 quant-ph
Channel nonlocality under decoherence
本文量化双向量子信道的非局域性，识别抵抗退相位噪声的成分，并证明其在量子协议及噪声通信中的关键作用，同时揭示退相干下量子模拟随机过程的通信优势。
2024-08-19 quant-ph
