Decoherence-free subspaces and subsystems for a collectively depolarizing bosonic channel
讨论了集体去极化作用下玻色子通道中无退相干子系统的结构。信道的单次使用被定义为一对玻色子模式的传输。集体去极化包括各个模式算子的随机线性U（2）变换，其被假设为对于信道的$N$连续使用是相同的。我们推导出一个递归公式，在这样的设置可用的消相干子系统的维数的特征。
2005-06-02 quant-ph
Algorithm-Based Analysis of Collective Decoherence in Quantum Computation
量子计算机中的信息通常存储在相同的两级系统（自旋或伪自旋）中，这些系统之间的距离短于负责退相干的库的特征波长。在这种情况下，集体自旋-库相互作用，而不是单独的自旋-库相互作用，可以确定退相干特性。我们使用计算基态、对称自旋态和自旋相干态来研究各种量子算法实现中的集体退相干。提出了一种利用稳定的次辐射态而避免不稳定的Dicke超辐射态和薛定谔猫态的量子算法的简单实现方法。
2004-08-26 quant-ph
Quantum state reconstruction with imperfect rotations on an inhomogeneously broadened ensemble of qubits
提出了一种在存在退相干和非均匀展宽的情况下对量子比特和量子比特寄存器进行量子态重构的方法。该方法仅假设基本的单量子比特旋转以及退相干和损耗机制的知识。我们表明，完整的状态重建是可能的，即使在单量子位旋转的情况下，可能只执行不完美。此外，我们表明，对于系综量子计算的建议，量子态重建是可能的，即使系综经验不均匀的扩大，如果只有不完美的量子位操作是在状态准备和重建。
2007-01-19 quant-ph
Effects of imperfect noise correlations on decoherence-free subsystems: SU(2) diffusion model
我们提出了一个N-量子位通道的模型，其中连续的量子位经历相关的随机旋转。我们的模型是标准的消相干子系统方法（DFS）的扩展，它假设所有的量子位经历相同的干扰。作用在连续量子比特上的旋转变化被建模为SU（2）群上的扩散。该模型可以应用于在变化的磁场中行进的自旋，或者应用于通过光纤的光子，该光纤的双折射随光子之间的时间间隔而波动。我们推导出一个明确的公式描述的作用的通道上的任意N-量子比特状态。对于N=3，我们研究了扩散对通道的经典和量子容量的影响。我们观察到，非正交状态是必要的，以达到最佳的经典容量。此外，我们找到了阈值的扩散参数，超过该信道的相干信息消失。
2007-04-24 quant-ph
Decoherence in collective quantum memories for photons
讨论了原子系综中退相干对基于暗态极化激元的光子量子比特存储器保真度的影响。结果表明，尽管对应于单光子或光的非经典态的集体存储态的大纠缠的退相干的敏感性不与原子的数目的比例。这是由于存在对应于具有相同数量的暗态极化激元激发但在其他极化激元模式中具有任意激发的状态的存储状态的等价类。详细讨论了几种退相干过程：单原子自旋翻转和退相、原子损失和原子运动。
2004-08-03 quant-ph
Decoherence and collective effects in critical media
我们研究了临界现象对两个不同物理过程的影响：单个发射体的质心消相干和两个发射体的集体辐射。我们解决这些不同的物理机制与一个统一的形式主义依赖于标准微扰理论。我们将退相干和集体发射率分解为两个贡献的总和，分别考虑自发发射和干扰效应。当材料在发射器附近时，前者通过Purcell效应增强。后者与量子干涉有关，在相变的临界点附近经历“突然死亡”。我们的研究结果揭示了Purcell和集体效应之间的相互作用及其对金属-绝缘体转变的依赖性。我们讨论了相变的两个具体例子：在金属-介电复合材料的渗滤过渡，和VO 2的金属-绝缘体过渡。在后者中，退相干和集体发射率表现出强烈依赖于材料温度的特征滞后。这些结果，基于实验数据，表明VO 2可以探索作为一个通用的材料平台，其中退相干和集体发射可以通过改变温度进行调谐。
2019-03-29 quant-ph
Dissipation and decoherence induced by collective dephasing in coupled-qubit system with a common bath
系统与熔池的纵向耦合通常引起系统的纯退相。本文研究了具有共浴的耦合量子比特系统中集体退相诱导的耗散和退相干。结果表明，与相同系统中独立浴槽的情况相比，公共浴槽引起的不同量子比特退相过程之间的干涉显著改变了系统的耗散.对于两个耦合量子比特的系统，干涉导致在非单激发子空间中更快的退相干和在单激发子空间中更慢的耗散（和退相干）。对于多耦合量子比特系统，我们也发现了单激发子空间中的慢耗散，并数值计算了不同系统尺寸下第一激发态的衰减率。我们所有的集体退相诱导耗散的结果可以解释一个简单的模型与费米的黄金法则的基础上。
2014-08-31 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
Quantum state tomography with non-instantaneous measurements, imperfections and decoherence
量子态的层析成像通常基于正算符值测度（POVM）和它们的实验统计。在现有的重建，最大似然（MaxLike）技术是一个有效的。当测量过程不能简单地由瞬时POVM描述时，我们提出了这种技术的扩展。相反，层析成像依赖于一组量子轨迹及其测量记录。该模型包括这样一个事实，即在实践中，每个测量可能会被缺陷和退相干破坏，并且还可能与有限时间内的连续时间信号的记录相关联。然后，目标是恢复在该测量过程开始时存在的量子态。建议的扩展依赖于一个明确的表达的似然函数通过有效的矩阵出现在量子平滑和解决方案的伴随量子滤波器。它允许在标准MaxLike层析成像中检索初始量子态，但是其中传统的POVM算子被更一般的算子所取代，这些算子取决于每个轨迹的测量记录。除了量子态的MaxLike估计之外，它还提供了任何可观察的置信区间。这样的置信区间，作为MaxLike估计，来自贝叶斯均值估计中出现的多维拉普拉斯积分的渐近展开。对两组实验数据进行了验证：光子被困在微波腔中，依赖于里德伯原子的量子非破坏测量;超导量子比特的外差荧光测量。
2015-11-27 quant-ph
Coherent control in a decoherence-free subspace of a collective multi-level system
研究了偶极-偶极相互作用多能级原子系统中的无消相干子空间。结果表明，两个偶极-偶极相互作用的四能级原子的集体态空间包含一个四维DFS。我们描述了一种方法，允许通过激光场填充DFS的反对称态，而不需要两个原子之间的场梯度。我们将这些反对称态确定为长寿命纠缠态。此外，我们表明，任何单量子比特操作之间的两个状态的DFS可以诱导通过微波场。这些量子位旋转的典型操作时间可以比核自旋系统的操作时间短得多。
2007-06-04 quant-ph
Single-Particle Decoherence Can Improve Spin-Squeezing Generated In Collective Dynamics
我们研究了在集体辐射、相干驱动、弹性相互作用和自发发射作用下长寿命偶极子阵列中自旋压缩的产生。反直觉地，它被发现，自发发射的引入导致可实现的自旋压缩的增强，相对于出现在稳态的纯集体动力学相同的模型参数。这种行为是通过耗散相变，这是目前在集体系统单独的动态自调谐系统。我们的研究结果将适用于利用相关量子物质的下一代量子传感器，包括腔QED和捕获离子系统。
2019-12-13 quant-ph
Decoherence-free preparation of Dicke states of trapped ions by collective stimulated Raman adiabatic passage
我们提出了一个简单的技术，用于产生任意大小的Dicke态的囚禁离子链。该方法使用两对延迟但部分重叠的激光脉冲来全局寻址整个链，以沿着多离子暗态设计集体绝热通道。我们的技术，这是一个多粒子的受激拉曼绝热通道（STIRAP）的推广，是消相干自由相对于自发发射和鲁棒性对实验参数的适度波动。此外，由于该过程非常迅速，在实际实验条件下加热的影响几乎可以忽略不计。我们预测，整体保真度的迪克状态的合成涉及十个离子共享两个激发应接近98%，目前可实现的实验参数。
2008-02-25 quant-ph
Fusing Imperfect Photonic Cluster States
构建能够支持通用量子计算的大光子团簇态的能力依赖于将团簇基元融合在一起。这些融合操作是概率性的，并且构建过程的效率依赖于回收已经经历了失败的融合尝试的集群原语的剩余部分。在这里，我考虑的影响，不可避免的退相干，必须出现在存储集群原语。首先，我探讨的情况下，去相位的两个量子比特的集群状态是所有更大的集群状态的建设的基本资源，所有的融合操作是成功的，在建设过程中没有进一步的去相位发生。这使我们能够探索如何退相干的最基本的，原始的集群转化为不完善的更大的集群状态构建从他们。然后，我假设退相干发生在每次尝试融合操作之前，并确定构建五量子比特集群的最佳方法。这需要包括聚变操作失败的影响。保真度被用来作为衡量的准确性所构建的集群状态。最后，我包括一个简短的讨论光子损失，以及它如何影响简单的光子团簇的建设。
2012-11-30 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
Interference versus success probability in quantum algorithms with imperfections
我们研究了Shor的因子分解算法和Grover的搜索算法的性能上的错误和消相干的影响，并在这些算法中使用最近提出的干扰措施的干扰量。我们考虑系统酉误差，随机酉误差，和退相干过程。我们表明，酉错误破坏的干扰破坏算法的效率，太。然而，酉误差也可能产生无用的附加干扰。在这种情况下，干扰的总量会增加，而量子计算的效率会降低。对于由于相位翻转误差引起的去相干，对于小的误差概率，干扰被破坏，并且对于接近1的误差概率，干扰被转换为相消干涉，导致成功概率甚至可以下降到低于经典值。我们的研究结果表明，在一般情况下，干扰是必要的，以使量子算法优于经典计算，但大量的干扰是不够的，甚至可能导致相消干涉比经典的成功率更差。
2007-11-09 quant-ph
Two-state system driven by imperfect pi pulses: an estimate of the error accumulation in bang-bang control methods
计算了由一系列不完美π脉冲（具有随机相位或幅度误差）驱动的两态系统的演化。由此产生的保真度降低是用来推导出一个合理的限制性能的“bang-bang”控制方法的抑制退相干。
2000-08-24 quant-ph
Decoherence of quantum registers
我们考虑量子寄存器的退相干，它由量子比特近似周期性地位于空间。允许量子位的位置具有小的随机方差。我们导出了量子比特可以独立地被假设为消散的明确条件。在其他情况下，量子位是协同解相干的。我们描述了两种集体退相干。在每种情况下，提出了一个计划，以减少集体退相干。该方案通过将量子比特的输入状态编码成一些“子退相干”状态来操作。
1997-03-20 quant-ph
Decoherence of collective atomic spin states due to inhomogeneous coupling
研究了原子系综对称集体内态叠加态与外控制场非均匀耦合时的退相干。对于渐近大系统，我们发现特征退相干率标度为$\sqrt{N}$，其中$N$为原子总数。我们的研究结果为利用原子系综进行量子信息处理和存储提供了新的思路。
2002-03-15 cond-mat.stat-mech quant-ph
Decoherence of Macroscopic Objects from Relativistic Effect
我们研究了相对论效应是如何诱导宏观物体的退相干的。用质心自由度表征宏观物体的集体量子态，发现由N个粒子组成的宏观物体可以在不超过sqrt（N）的时间尺度上退相干.这里，狭义相对论可以诱导集体运动模式和相对运动模式以1/c2的数量级耦合，这内在地导致上述最小退相干。
2017-10-20 quant-ph
Reducing decoherence in quantum computer memory with all quantum bits coupling to the same environment
量子计算机存储器中的退相干由于不可避免的耦合到外部环境进行检查。我们假设所有量子位（量子位）与相同的环境相互作用，而不是假设不同的量子位有不同的环境。结果表明，量子位是集体退相干的。对于某些类型的纠缠输入态，即使量子比特与环境相互作用，在存储器中也不会发生退相干。基于这种现象，提出了一种减小集体退相干的方案。我们还讨论了这种退相干模型的量子测量的可能影响。
1998-02-02 quant-ph
Quantum sensing with critical systems: impact of symmetry, imperfections, and decoherence
California Institute of Technology（加州理工学院）；Université Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）；University of California, Berkeley（加利福尼亚大学伯克利分校）
研究借助量子临界波函数开发干涉传感协议，与GHZ态等比较性能，并基于对称性引入算法识别最优测量策略，研究其在多种情况下的鲁棒性，发现临界系统优势及非酉变形可提高精度，结合相关成果，干涉传感前景良好。
2026-07-09 cond-mat.stat-mech quant-ph
Collective Decoherence of Nuclear Spin Clusters
研究了强纠缠自旋集团中核自旋的偶极-偶极退相干问题。我们的研究结果表明，它的动力学可以描述为退相干由于与一个完全相关和不相关的部分组成的复合浴相互作用。相关项导致相干性在较大时间的较慢衰减。退相干率按比例增加为自旋数量的平方根，给出所得误差的线性缩放。我们的理论与最近报道的相关自旋团簇的退相干实验是一致的。
2005-09-12 cond-mat.dis-nn quant-ph
Engineering tunable decoherence-free subspaces with collective atom-cavity interactions
提出在耗散原子-腔系统中利用三能级原子和可调外部驱动激光器，将系统转移至高度简并的多维含时无消相干子空间以制备高度纠缠纯态，并开发绝热捷径实现比标准方法更高纯度与保真度的演化。
2025-04-04 quant-ph
Sudden death of entanglement in fermionic systems under collective decoherence
我们分析了两个自旋为$3/2$的全同费米子与全局玻色子环境相互作用系统中由于退相干引起的纠缠动力学。我们诉诸于一个适当的措施，所谓的费米子纠缠，以量化的费米子相关性，并比较其动力学与一对可区分的量子比特沉浸在同一环境中。根据系统的初始状态，我们识别出了三种不同的动力学类型：（1）\textit{invariant regime}，对应于初始状态属于一个消相干自由子空间（DFS），在整个演化过程中保持纠缠和相干不变;（2）\textit{exponential decay}，对应于初始状态与DFS正交，并向纠缠和相干指数衰减的状态演化; iii）\textit{entanglement sudden death}，对应于与DFS有一些重叠的初始状态，并表现出更丰富的动力学，特别是导致费米纠缠的突然死亡，而相干性呈指数衰减。我们的分析提供了见解的纠缠在开放系统中的相同的粒子，到它的比较与可分割的一方的情况下，到存在的退相干自由子空间和纠缠突然死亡的不可分割的费米子系统。
2020-08-19 quant-ph
Universal quantum computation by holonomic and nonlocal gates with imperfections
利用完整（几何）量子隐形传态构造了一个非定域的通用门。研究了不完全控制的经典参数的误差的影响，这些参数的循环变化建立了完整的门。此外，还研究了量子退相干对作为计算原语的完整隐形传态的影响。完整的实施方面的控制误差和耗散的优点。
2002-08-12 quant-ph
Universal quantum computation in decoherence-free subspaces with hot trapped-ions
我们考虑在集体失相自由子空间中编码的逻辑量子比特上产生一组通用量子门的相互作用，并讨论它们与捕获离子的实现。这允许去除目前捕获离子实验中最大的退相干源，即集体退相。此外，一个明确的参数化的所有两体哈密顿能够产生这样的门，而系统的状态永远退出受保护的子空间。
2007-06-01 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
Heralding an Arbitrary Decoherence-Free Qubit State
我们提出了一种光学器件，它能够预示各种DFS状态，防止集体噪声。具体地说，它可以准备跨越DFS quutrit的所有三个基态以及任意编码的DFS量子比特状态。我们还讨论了一种干涉技术，用于确定与任意编码相关的振幅。预示的状态可能会发现使用在相干光学系统中表现出集体相关。
2013-06-25 quant-ph
Quantum-state transfer on spin-chain channels with random imperfection
本文研究了自旋链通道上的量子态转移，通过结合双轨自旋链通道[9]和特殊非均匀自旋链通道[10]的优点，提出了一种既能避免不必要测量引入的量子噪声，又能增强抗退相干能力的方案.结果表明，我们的协议是更有效地转移一个任意的量子态比原来的。特别地，我们讨论了耦合涨落和不完美初始化对改进方案和原方案的影响。
2009-05-26 quant-ph
Correlated Errors in Quantum Error Corrections
我们表明，错误不会产生相关的量子比特不直接相互作用（或耦合到）彼此。一般来说，除了正在执行双量子位门操作的情况之外，假设这种无量子位相互作用条件。特别地，在集体退相干模型中满足无量子比特相互作用条件。因此，在集体退相干中误差不相关。因此，我们可以说，目前纠正单量子比特错误的量子纠错码将在大多数情况下工作，包括集体退相干。
2001-01-11 quant-ph
Decoherence in Two-Dimensional Quantum Random Walks with Traps
研究了具有随机分布陷阱的二维晶格中的量子无规行走。量子步行者的分布动态评估的情况下，阿达玛，傅立叶和格罗弗硬币，量子到经典的过渡被检查作为一个函数的密度的陷阱。结果表明，陷阱作为一个严重的和额外的量子退相干源。此外，非平凡的时间依赖性的步行者的概率分布的标准偏差被发现时，引入捕获缺陷。
2009-09-07 quant-ph
Optimal quantum codes for preventing collective amplitude damping
如果量子比特之间的偏离小于噪声场的有效波长，则集体退相干是可能的。退相干中的集体性有助于我们设计更有效的量子编码。提出了一类在零温度下防止集体振幅阻尼的最优量子码。结果表明，两个量子比特足以保护一个比特的量子信息，当$L$较大时，大约$L+ 1/2 \log_2((πL)/2)$量子比特足以保护$L$量子比特的量子信息.对于防止集体振幅阻尼，这些码比以前发现的量子纠错或避免码更有效。
1998-04-06 quant-ph
Decoherence-free quantum memory for photonic state using atomic ensembles
大规模量子信息处理需要稳定、长寿命的量子存储器。本文利用原子-光子纠缠，提出了一种实验上可行的利用原子系综实现无消相干量子存储的方案，并展示了其应用之一：基于激光操纵原子系综实现未知量子态的远程传输，通过光学元件实现光子态操作，以及中等效率的单光子探测。该方案具有对实际噪声和缺陷的固有容错性，允许在当前技术范围内检索存储器中的信息以用于进一步的量子信息处理。
2008-11-04 quant-ph
Modeling local decoherence of a spin ensemble using a generalized Holstein-Primakoff mapping to a bosonic mode
本文提出广义 Holstein-Primakoff 近似，将原子自旋-光界面中的局域退相干映射为玻色模式动力学，并用 Wigner 扩散或 Fokker-Planck 描述分析量子计量态制备。
2024-03-28 quant-ph
Entanglement enabled telescopic arrays in the presence of decoherence
我们认为量子增强的直接检测干涉测量，以增加望远镜的分辨率。提出了一种利用远程望远镜共享的非理想纠缠态测量干涉可见度函数的方案。我们展示了可见度测量中的误差，以及遥远物体的强度分布中的误差如何取决于共享量子资源的纠缠程度。我们确定，这些错误是足够小，在广泛的资源状态，使我们的技术在实际环境中可行。
2017-05-15 quant-ph
Dynamics of quantum information scrambling under decoherence effects measured via active spins clusters
发展量子技术需要控制和理解多体系统中量子信息的非平衡动力学。本地信息通过创建称为信息加扰的复杂相关性在系统中传播，因为该过程防止从本地测量中提取信息。在这项工作中，我们开发了一个适用于固态NMR方法的模型，以量化信息置乱。通过时间反演的Loschirm回波（LE）和多个量子相干性实验，本质上包含缺陷测量的扰频。考虑到这些缺陷，我们推导出表达式的时间顺序的干扰器（OTOC）量化的基础上测量的信息传播的活跃自旋的数量的可观察到的信息扰频。基于OTOC表达式，退相干效应自然地产生的非回复项的影响，在LE实验。退相干导致信息置乱的可测量程度的局部化。这些影响定义了一个本地化集群大小的可观察数量的活动自旋，确定一个动态平衡。我们将模型的预测与固态NMR实验进行的量子模拟进行对比，该实验测量具有受控缺陷的时间反转回波的信息扰频。一个很好的定量协议被发现与动态的量子信息扰频和它的本地化效果从实验数据确定。所提出的模型和导出的OTOC设置工具，用于量化大量子系统（超过$10^{4}$自旋）的量子信息动力学与实验实现一致，本质上包含缺陷。
2021-12-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
Entanglement and decoherence in spin gases
我们研究了自旋气体中的纠缠动力学。自旋气体由（大量）相互作用的粒子组成，它们的随机运动用经典方法描述，而它们的内部自由度用量子力学描述。我们确定的纠缠，自然发生在这样的系统中的特定类型的量子相互作用。同时，这些系统提供了微观模型的非马尔可夫退相干：一组粒子与其他粒子属于背景气体的相互作用被精确地处理，集体和非集体退相干过程之间的差异进行了研究。我们给出了玻尔兹曼气体和晶格气体的定量结果，这可以通过中性原子在光晶格中的跳跃来实现。这些模型可以有效地模拟介观尺寸（N~10 ^5）的系统。
2005-02-01 quant-ph
Decoherence dynamics in a polaron system with collective dephasing
本文研究强耦合集体玻色子库中缀饰量子比特的退相干动力学，通过Lang-Firsov变换和量子主方程揭示基本时间尺度对相干衰减的支配作用，并探索利用π脉冲操控退相干。
2024-12-31 cond-mat.other quant-ph
Recursive Encoding and Decoding of Noiseless Subsystem and Decoherence Free Subspace
当环境对量子系统的扰动波长远大于系统尺寸时，所有局域在一个小区域内的量子比特都受到相同的误差算符的作用。无噪声子系统和消相干自由子空间被称为纠正这样的集体错误。我们构造简单的量子线路，实现这些集体纠错码，为少量的物理量子位$n$。单个逻辑量子比特用$n=3$和$n=4$编码，而两个逻辑量子比特用$n=5$编码。无噪声子空间和消相干自由子空间中的子空间之间的递归关系在我们的实现中起着至关重要的作用。递归关系还表明，在$m$中，编码$m$逻辑量子比特所需的门的数量线性增加。
2011-06-26 quant-ph
Chaos, entanglement and decoherence in the quantum kicked top
我们分析了一个量子比特系统中混沌、纠缠和退相干的相互作用，该系统的集体行为是量子踢顶。单个量子比特与其余量子比特之间的动力学纠缠可以从集体自旋算符的平均值计算出来。这使得在实验环境中有效地测量纠缠动力学成为可能。我们认为一个深刻的量子制度，并表明，签名的混沌存在于动力学纠缠的参数，我们建议使用冷原子的实验中。纠缠的演化依赖于初始态对规则与混沌Floquet本征态的支持，其相空间分布集中在相应的规则或混沌本征结构上。我们包括退相干的影响，通过一个现实的模型，并表明，签名的纠缠动力学中的混沌持续存在的退相干。此外，经典混沌本身也会影响退相干率。
2008-05-09 quant-ph
Heralded Entanglement between Atomic Ensembles: Preparation, Decoherence, and Scaling
两个原子系综中的集体激发之间的纠缠被概率地产生、存储并转换为单光子场。利用纠缠度，定量描述了纠缠随激发几率的标度行为以及导致纠缠衰减的各种关联的时间动力学.推导出了集体原子态为0.9 \pm 0.3时的并发度的下界。还观察到纠缠度随存储时间的衰减，并与局域动力学有关。
2007-09-19 quant-ph
Heisenberg-limited quantum metrology using collective dephasing
量子精密测量的目标是利用量子特性（如纠缠）精确估计参数。这种估计通常由三个步骤组成：状态准备，时间演化，在此期间，参数的信息被编码在状态中，以及状态的读出。在时间演化过程中的退相干通常会降低量子精密测量的性能，并且被认为是实现纠缠增强传感的主要障碍之一。然而，我们发现，在适当的条件下，这种退相干可以利用，以提高灵敏度。假设我们有两个轴，我们的目标是估计它们之间的相对角度。我们的研究结果表明，使用马尔可夫集体退相估计的相对角度之间的两个方向提供海森堡有限的灵敏度。此外，我们的计划的基础上的Markvoian集体退相是强大的对环境噪声，它是可能的，即使在独立的退相的影响下，达到海森堡极限。我们的反直觉的结果表明，通过使用退相干的灵敏度提高铺平了道路，新的应用在量子精密测量。
2021-03-24 quant-ph
Microscopic description for the emergence of collective dissipation in extended quantum systems
量子技术的实际应用受到不可避免的退相干和耗散效应的限制。随着对单个原子和光子的实验控制的实现，由几个单元组成的更复杂的平台可以组装起来，从而在独立的热浴中或集体进入公共浴中实现独特形式的耗散和退相干，从而对保持量子相干性产生巨大的影响。在文献中，这两种状态之间的交叉被广泛归因于系统单位比浴的相关长度更远。从一个微观模型的结构化环境（晶体）感测两个玻色子探针，在这里，我们展示了这种概念关系的失败，并确定这种交叉背后的确切物理机制，表现出鲜明的对比失相和耗散浴。根据系统的频率，关键是，在其相对于晶轴的方向上，探针之间的距离非常大，集体耗散成为可能，开辟了新的途径来处理声子浴中的退相干。
2016-06-10 quant-ph
Fighting decoherence in a continuous two-qubit odd or even parity measurement with a closed-loop setup
对两个量子比特的奇偶性测量，每个量子比特由腔中的单个原子组成，可以通过测量探测光束的相移来实现，探测光束顺序地与两个量子比特相互作用，但是不完美导致给定奇偶性的子空间内的退相干。我们证明了一个不同的设置，其中探测光与量子比特反复相互作用，可以显着降低奇或偶奇偶子空间内的退相干率。我们考虑的情况下，共振和非共振光原子相互作用的情况下，发现的性能是相当的，如果参数选择适当。
2014-10-03 quant-ph
Decoherences-protected implementation of quantum gates
我们提出了一种基于可实现相互作用的通用量子门的实现方案，并且可以通过动态解耦的方法在不编码的情况下保护量子门不受退相干的影响.通过适当地设计系统演化，期望的系统相互作用与形成动态解耦脉冲的元件交换。因此，如果脉冲之间的时间间隔足够小，则可以通过重复施加脉冲来消除去相干效应，而不会明显影响由期望的系统相互作用控制的系统演化。此外，由于形成脉冲的元素之间的换向和期望的系统相互作用，我们的方案是抵抗不同类型的退相干，因此不限于特定的退相干。我们的计划也工作得很好的情况下，所需的系统相互作用不能理想地实现由于不完善的控制系统参数，通过动态解耦脉冲的作用。
2022-09-07 quant-ph
Decoherence of quantum registers
在一个相关的退相干模型中，预测了耦合到任意相干长度环境中的任意长度量子寄存器的动力学演化。报告了量子位（qubit）单独耦合到不同环境（“独立退相干”）和量子位集体与同一水库（“集体退相干”）相互作用的结果。在这两种情况下，明确的退相干函数导出任何数量的量子位。的寄存器的相干性的衰减强烈依赖于输入状态：我们表明，这种灵敏度是一个特性的$both$类型的耦合（集体和独立），而不仅仅是集体耦合，如前所述。一个非平凡的行为（“重相干”）被发现在非对角元素的衰减的约化密度矩阵在独立的退相干的特定情况下。我们的结果导致识别的消相干自由状态的集体消相干限制。这些状态属于系统希尔伯特空间的子空间，不会与环境纠缠，使它们成为“无噪声”量子码工程的理想元素。基于对寄存器密度矩阵的新动力学结果，我们还讨论了量子寄存器的退相干与计算复杂度之间的关系。
2001-12-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Decoherence, Control, and Symmetry in Quantum Computers
在这篇论文中，我们描述了避免退相干的有害影响，同时仍然允许计算的量子信息的方法。本论文第一部分讨论的方法的基本思想是利用退相干机制的对称性来找到量子信息的鲁棒编码。介绍了量子计算机中使用无退相干信息的稳定性、控制和方法，特别强调了由于系统与其环境之间的集体耦合而产生的退相干。这种集体消相干无消相干编码的通用量子计算证明。严格的定义控制和使用编码的普遍性在量子计算机的解决。给出了基于离子阱和交换的量子计算机中编码普适性门的显式构造。在论文的第二部分，我们研究了具有纠错性质的物理系统。我们研究系统，可以存储量子信息在他们的基态，这样的消相干过程被禁止通过能量学。提出了基态为量子检错码的超相干系统理论，描述了一个自旋梯，其基态具有检错和纠错性质。最后，我们讨论自然容错量子计算。
2003-05-05 quant-ph
Robustness of quantum communication based on a decoherence-free subspace using a counter-propagating weak coherent light pulse
研究了有耗量子信道上基于无消相干子空间的偏振纠缠光子对的分布方案，提出了一种有效的方案，该方案不仅对集体相位噪声具有鲁棒性，而且对一般的集体噪声也具有鲁棒性.该方案利用两个光子建立无消相干子空间，在反向传播弱相干光脉冲的帮助下，成功概率与单光子的信道透射率成正比。该方案中的关键因素被认为是信道的互易性。所提出的方案与先前提出的方案共享其余性质，即，它可以通过线性光学元件来实现，并且它对于双方所使用的光路中的波动是鲁棒的。
2013-06-14 quant-ph
Quantum Fourier Transform in a Decoherence-Free Subspace
量子傅里叶变换在许多量子算法中占有重要地位。为了消除量子系统与环境之间耦合引起的退相干的破坏性影响，我们提出了一种在本征无退相干子空间上进行量子傅里叶变换的鲁棒方案.将该方案应用于集体退相干条件下量子网络上量子傅里叶变换的电路设计。文中还讨论了编码效率和可能的改进。
2004-09-19 quant-ph
Spin-based all-optical quantum computation with quantum dots: understanding and suppressing decoherence
提出了一种利用半导体量子点实现量子计算的全光方案。量子存储器由存储在每个点中的多余电子的自旋表示。双量子比特门是通过开启不同量子点之间的trion-trion相互作用来实现的。利用泡利不相容原理，通过条件激光激发实现状态选择性。通过量子跳跃技术进行读出。我们分析了真实量子点中存在的主要缺陷：激子衰减、空穴混合和声子退相干对我们方案性能的影响。我们引入一个绝热门的程序，允许一个规避这些影响，并定量评估其保真度。
2003-04-04 quant-ph
Methods for Producing Decoherence-Free States and Noiseless Subsystems Using Photonic Qutrits
我们提出了一种制备编码的二态系统（逻辑量子比特）的方法，该系统不受作用于支持它的态的希尔伯特空间上的集体噪声的影响，逻辑量子比特由三个光子三态系统（量子比特）组成，通过自发参量下转换过程产生。这些状态是使用线性光学元件以及三个下转换源构建的，并且通过同时检测六个事件被认为是成功的。我们还展示了如何用类似的方法选择两量子态的最大纠缠态。对于这种最大纠缠态，我们描述的状态是消相干的条件，不对应于集体错误。
2008-01-23 quant-ph
Quantum chaos algorithms and dissipative decoherence with quantum trajectories
利用量子轨道方法研究了耗散消相干在量子计算机算法中的作用，该算法模拟了量子混沌的各种区域，包括动力学局域化、量子遍历区域和准可积运动。作为一个例子，我们使用的量子混沌算法，可以实现在一个多项式数量的量子门。结果表明，量子计算的保真度随时间呈指数衰减，衰减率与量子比特数、量子门数和每个量子门的退相干耗散率成正比.在强耗散的极限下，量子算法产生一个量子吸引子，它可以具有复杂或简单的结构。我们还比较了耗散消相干的影响与静态缺陷的影响。
2005-01-21 quant-ph
Completely-Positive Non-Markovian Decoherence
我们提出了一种有效的哈密顿方法来研究非马尔可夫库中量子系统的退相干，自然地将完全正性强加于系统的约化动力学。形式主义是基于一个有效水库的概念，即，水库中的某些集体自由度是造成退相干的原因。作为完全正的退相干的例子，我们提出了三个典型的退相干过程的量子比特，如退相，去极化，和振幅阻尼。非马尔可夫退相干的效果进行了比较，马尔可夫退相干。
2004-03-02 quant-ph
Evolution of Entanglement of Two Qubits Interacting through Local and Collective Environments
我们严格地分析了两个量子比特之间的纠缠动力学，它们只通过集体和局部环境相互作用。我们的方法是基于共振微扰理论，假设量子比特和环境之间的相互作用很小。我们的方法的主要优点是：（i）特征时间尺度，如退相干，解纠缠和弛豫，和（ii）可观的表达式不受有限时间的限制。我们介绍了一种新的分类的基础上聚类的约简密度矩阵元素的退相干时间。研究了纠缠的产生和衰变等动力学特性。我们还讨论了我们的结果在超导量子计算和量子测量技术中的可能应用。
2010-01-07 quant-ph
