Some prospects for ensemble solid-state NMR quantum computers
作为固态NMR量子计算机的系综方案，考虑了Kane的多量子位硅方案的扩展，该方案基于31个P施主原子沿条形门纵向排列。提出了这种系综量子计算机可能的平面拓扑结构。对输出NMR信号进行了估计，结果表明，对于N>=10^5个系综元素，每个系综元素涉及L~10^3个量子比特，标准NMR方法是可用的。作为低温退相干的主要机制，（<0.1K）时，考虑了核自旋超精细相互作用的久期部分与基本原子的电子磁矩以及偶极-偶极相互作用与相邻杂质原子的核磁矩决定的量子比特共振频率随机调制的绝热过程，它是由估计的允许浓度的磁性杂质和自旋温度，从而获得所需的消相干抑制。给出了两量子比特纠缠态的半经典退相干模型。作为固态系综量子计算机的另一种变体，本文还讨论了具有反铁磁有序电子自旋的细胞自动机的无门结构。
2003-06-01 quant-ph
Decoherence induced by squeezing control errors in optical and ion trap holonomic quantum computations II
考虑Hadamard门在光学和离子阱完整量子计算机上的特殊实现，研究了随机压缩控制误差引起的退相干。当控制噪声采用Ornstein-Uhlenbeck随机过程时，我们解析地得到了Hadamard门的终态纯度和保真度。我们证明了纯度和保真度振荡取决于初始叠加态的选择。导出了门保真度与末态纯度之间的线性关系式。
2006-03-31 quant-ph
The stabilization of width of multiple-quantum NMR spectrum induced by decoherence
与传统的多量子NMR光谱方法相反，文章[G.A. Alvarez，D. Suter，Phys.Rev.A84，012320（2011）]产生了有效的双量子哈密顿量，在相关准备阶段，将通常的长期偶极-偶极哈密顿量略微添加到第一个哈密顿量（因此出现了微扰）。在此框架下，MQ谱的宽度随时间的增长而趋向于某一恒定值。此外，还表明，谱宽度随扰动强度的增加而减小。G.A. Alvarez和D. Suter受到上述扰动的限制。我们假设了另一种解释。团簇的尺寸仍在继续增长，但MQ谱的宽度趋于稳定，这是因为MQ谱分量随其在谱中位置的不同而衰减速率不同。在这里，我们计算MQ谱的宽度依赖于不同值的扰动强度的“准备”的时间，并通过这种方式，我们得到的MQ谱宽度的稳定量对所述强度的依赖性。因此，获得了与参考文献[Phys. Rev. A 84，012320（2011）]中观察到的类似物实验关系的良好符合性。
2015-06-30 quant-ph
Dynamical Decoupling of Spin-Clusters using Solid State NMR
在这项工作中，我们实验研究了各种动力学去耦序列抑制大自旋团簇上的单量子相干性和多量子相干性量子相干性的退相干的效率。该系统涉及粉末样品的微晶，该粉末样品含有大量的分子质子通过长程偶极-偶极相互作用相互作用。多个量子相干性是通过使用实现双量子平均哈密顿量的标准脉冲序列在自旋晶格中逐步创建相关性来制备的。自旋系统然后进行各种动力学解耦序列，然后通过使用时间反转序列转换成可观察的单量子相干性。实验结果表明，最近推出的RUDD序列在抑制退相干的优越性能。
2011-10-07 quant-ph
Mechanisms of irreversible decoherence in solids
核磁共振（NMR）中的重聚焦序列在原理上可以逆转闭合系统在久期偶极哈密顿量下的相干演化。我们使用这种实验策略来研究不可逆退相干对单晶水合盐中信号幅度衰减的影响，其中核自旋系统包括在水合水质子自旋的集合中，每个对中具有强耦合，并且与其他对的耦合弱得多。我们研究了衰减时间随温度、晶体取向与外加磁场和射频脉冲幅度的实验响应。我们发现，所观察到的衰减的重定域信号可以解释由两个独立的机制：（a）下的非长期条款的逆转哈密顿量的演变，和（b）的内在机制具有不可逆的退相干的属性与量子环境的耦合诱导。为了表征（a），我们将实验数据与人工封闭自旋系统的重定域NMR信号的数值计算进行比较。为了描述（b），我们使用了一个与声子池耦合的自旋对的不可逆绝热退相干模型，该模型允许评估退相干时间的上限。该模型既考虑了所观察到的退相干时间对自旋环境哈密顿量的本征值的依赖性，又考虑了对样品温度的独立性。这个结果，然后，支持绝热退相干引起的偶极-声子耦合的解释所观察到的不可逆衰减的回复NMR信号在固体中。
2017-04-20 quant-ph
A Study of Quantum Error Correction by Geometric Algebra and Liquid-State NMR Spectroscopy
量子纠错码能够保护包含在量子态中的信息不受由于外部扰动引起的退相干的影响。应用于NMR，量子编码不会改变正常的弛豫，而是将"数据“自旋的状态转换为涉及额外辅助自旋的多个量子相干性。这些多个量子相干性以不同的速率松弛，从而允许通过以适当的方式将它们混合在一起来近似地重建数据的原始状态。本文描述了一个简单的三比特量子码在乘积算符形式下的运算，并利用几何代数方法得到了在外部随机场中存在任意关联时的纠错后的衰减曲线.这些预测都证实了在完全相关和不相关的情况下，13 C-标记的丙氨酸的液态NMR实验，使用梯度扩散方法来实现这些理想化的退相干模型。弱极化系统中的量子纠错要求辅助自旋相对于数据自旋以伪纯态制备，这导致信号损失超过通过纠错的任何潜在增益。然而，这项研究表明，量子编码可以用来验证理论退相干机制，并提供详细的信息相关的基础NMR弛豫动力学。
2000-04-07 quant-ph
Realizing the quantum baker's map on an NMR quantum computer
通过对基于三氯乙烯分子的3-qubit NMR量子计算机上的量子面包师映射的实现进行数值模拟，我们证明了在当今量子计算机上进行量子混沌实验的可行性。我们给出了详细的描述，建议的实验，调查（a）由于退相干和（b）超敏扰动的现象的熵增加率。
1999-01-07 quant-ph
The effect of spin-lattice relaxation on multiple-quantum NMR coherences in solids
本文发展了低温下双偶极耦合自旋系统中多重量子相干性的自旋-晶格弛豫唯象理论。得到了多量子NMR相干强度随自旋-晶格弛豫时间的变化规律。结果表明，当采用近邻相互作用近似时，该理论也适用于有限自旋链。应用这一理论估计退相干过程对量子纠缠及其涨落的影响作了简要的讨论。
2011-10-05 quant-ph
NMR quantum simulation of localization effects induced by decoherence
量子力学叠加态中相干性的丧失限制了量子信息保持有用的时间。类似地，它限制了量子信息可以传输的距离，类似于安德森局域化，其中无序导致量子力学状态变得局域化。在这里，我们调查在一个核自旋为基础的量子模拟器，由驱动信息传输的哈密顿量产生的自旋簇的大小的本地化，而一个可变强度的扰动抵消的扩散。我们发现，系统达到一个动态平衡的大小，这与扰动强度的平方减少。
2010-04-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.other physics.gen-ph
Quantum Boltzmann equation for fermions: An attempt to calculate the NMR relaxation and decoherence times using quantum field theory techniques
从微观相互作用中提取系统的宏观性质一直是一个有趣的话题，具有最广泛的应用。本文利用量子玻尔兹曼方程研究核子系统的密度矩阵演化。利用量子场论工具构造密度矩阵算符和计算相互作用是该方程的主要优点。这个方程的右边包括前向散射和通常的碰撞项。作为应用的例子，我们从前向散射项出发，计算了在恒定磁场和振荡磁场作用下核子系统的标准布洛赫方程。通过考虑核子-核子散射，我们从碰撞项中找到了纵向和横向（退相干）弛豫时间。
2021-06-12 cond-mat.quant-gas hep-ph quant-ph
The impact of noise on the simulation of NMR spectroscopy on NISQ devices
HQS Quantum Simulations GmbH（HQS量子模拟有限公司）
本文在 IBM 与 IonQ Aria 云量子平台上模拟小型有机分子 NMR 光谱，分析噪声影响并提出可由保真度指标计算的有效退相干率，以确定算法噪声容忍阈值。
2025-10-20 quant-ph
Simulating decoherence behavior of a system in entangled state using nuclear magnetic resonance
选取13碳标记三氯乙烯中的H核作为单量子比特环境，两个C核作为双量子比特系统，利用核磁共振（NMR）方法模拟了系统处于纠缠态时的量子退相干.解耦技术用于跟踪环境自由度。实验结果与理论预测一致。我们的实验方案可以推广到由多个量子比特组成的环境。
2002-04-19 quant-ph
Emergent decoherence induced by quantum chaos in a many-body system: A Loschmidt echo observation through NMR
在识别和补偿远离基态的多体系统中的退相干源的长期探索中，各种各样的Loschiral回波（LE）家族成为几种实验技术中的宝贵工具。LE涉及时间反演过程以评估量子激发动力学中的扰动的影响。然而，在处理宏观系统时，人们一再面临似乎无法克服的限制。这导致了\textit{central hypothesis of irreversibility}的公式化，指出退相干的时间尺度$T_3$与我们逆转的多体相互作用的时间尺度$T_2$成比例。我们测试通过实施两个实验方案的基础上Floquet哈密顿的偶极自旋-自旋耦合，即$1/T_2$的有效强度，减少了一个可变的比例因子$k$。这扩展了扰动时间尺度$T_Σ$相对于$T_2$的关系。引人注目的是，我们观察到$k$的较大值的归一化Loschelles回波的叠加。这表明了内在动力学对扰动因素的主导作用，即使当设计Loschirton回声来逆转内在动力学时也是如此。因此，在可逆的相互作用占主导地位的扰动的限制，LE在一个时间尺度内衰减，$T_3\approx T_2/R$与$R=(0.15 \pm 0.01)$，确认出现的扰动独立制度。这些结果支持不可逆性的中心假设。
2021-12-01 cond-mat.stat-mech quant-ph
Evolution of tripartite entangled states in a decohering environment and their experimental protection using dynamical decoupling
我们开始了不同类别的三重纠缠态，即最大纠缠GHZ和W状态和${\rm W \bar{W}}$状态的实验保护的任务，使用动态解耦。这些状态是在一个三量子比特的NMR量子信息处理器上创建的，并允许在自然噪声的NMR环境中演化。在状态演化过程中的每个时刻，使用负性作为纠缠度量来监测三体纠缠。结果发现，W状态是最强大的，而GHZ型的国家是最脆弱的自然退相干存在于NMR系统。${\rm W \bar{W}}$态是GHZ类的，但以类似于W态的方式存储纠缠，令人惊讶的是，它比GHZ态更鲁棒。通过将主要噪声通道视为独立作用于每个量子比特的不相关相位阻尼通道以及广义振幅阻尼通道，可以最好地对实验数据进行建模。利用动态解耦，我们能够实现GHZ态纠缠的有效保护。W状态的状态保真度有微小的改善（其已经对自然系统退相干具有鲁棒性），而${\rm W \bar{W}}$状态在保真度和对退相干的保护方面显示出显著的改善。
2018-02-06 quant-ph
Storage of Quantum Coherences as Phase Labeled Local Polarization in Solid State NMR
核自旋是量子信息处理的有希望的候选者，因为它们与环境的良好隔离排除了量子相干性的快速损失。已经开发了许多策略来进一步延长它们的退相干时间。他们中的一些人利用去耦技术的基础上的Carr-Purcell和Carr-Purcell-Meiboom-Gill脉冲序列。在许多情况下，当应用于非均匀样品时，它们产生的磁化衰减比哈恩回波慢得多。然而，我们已经证明，这些衰变不能与更长的消相干时间的相干保持冻结。它们是由相干光作为局部极化存储后恢复的结果，因此它们可以用作存储器。我们在这里展示了如何冻结的相干态，随后可以恢复时间长于自然的系统的消相干时间后，可以产生在一个受控的方式与使用的场梯度。证明了均匀样品在非均匀场中的类似行为。它强调的是，在固态NMR的不均匀性的影响，独立于它们的起源，不应该被忽视，因为它们在多脉冲序列中起着至关重要的作用。
2012-07-12 cond-mat.other quant-ph
Decoherence of many-spin systems in NMR: From molecular characterization to an environmentally induced quantum dynamical phase transition
开放量子系统的控制对于从量子信息处理到纳米技术的领域具有基本的相关性。通常，想要操纵其相干动力学的系统与平滑地降低其量子动力学的环境相互作用。因此，准确理解这个过程的内在机制，称为“退相干”，对于发展控制量子动力学的策略至关重要。在这篇论文中，我们求解了推广的Liouville-von Neumann量子主方程，得到了多自旋系统与自旋池相互作用的动力学。我们还解决了自旋动力学内的Keldysh形式主义。这两种方法导致相同的解决方案，并一起给我们的可能性，以获得大量的物理预测，以及对比核磁共振实验。我们将这些工具应用于分子表征，开发新的数值方法和实验实现中的量子动力学控制。但是，更重要的是，这些结果有助于对开放系统中量子动力学行为的基本物理解释。特别是，我们发现了环境诱导的量子动力学相变的表现。
2007-05-15 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph quant-ph
Evolution towards quasi-equilibrium in nematic liquid crystals studied through decoherence of multi-spin multiple-quantum coherences
通过多自旋多量子相干的去相干研究向列液态晶体中准平衡态的演化，揭示了不可逆绝热去相干的本征选择现象。
2025-12-28 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum Sensing via Large Spin-Clusters in Solid-State NMR: Optimal coherence order for practical sensing
Indian Institute of Science Education and Research（印度科学教育与研究学院）
本研究通过固态核磁共振中的大自旋簇实现高灵敏度量子传感，揭示了最优相干阶数对提升传感效率的关键作用。
2025-11-29 quant-ph
Principles and Demonstrations of Quantum Information Processing by NMR Spectroscopy
本文综述了近年来我们在核磁共振（NMR）谱处理量子信息方面的研究进展。我们首先介绍了几何的NMR的合奏不可区分的自旋，然后显示如何将这种几何解释包含在一个代数的多自旋产品运营商。在本文的其余部分中，我们将使用这个代数来证明它提供了一个简单的框架，在这个框架内可以更普遍地研究量子信息处理。通过NMR实现量子算法取决于特殊类型的混合态（称为伪纯态）的可用性，我们考虑了许多不同的方法来制备这些状态，并分析了它们如何随自旋数而变化。涉及这种宏观伪纯态的过程的量子力学性质也是一个有争议的问题，为了讨论这个问题的具体条款，我们提出了核磁共振实验的结果，构成了一个宏观模拟哈代悖论。最后，一个详细的产品运营商的描述给出了最近的NMR实验，证明了一个三位量子纠错码，使用场梯度来实现一个精确已知的退相干模型。
1999-07-03 quant-ph
J-coupling NMR Spectroscopy with Nitrogen Vacancy Centers at High Fields
本文提出一种在高磁场下利用金刚石氮空位中心获取同核与异核J-耦合的核磁共振方案，通过噪声过滤抑制样品退相干，获得仅含高分辨率J-耦合特征的清晰谱图。
2024-10-04 quant-ph
Coherent dynamical recoupling of diffusion-driven decoherence in magnetic resonance
近年来，动力学解耦（DD）作为操纵量子系统并从中提取信息的工具已经获得了相关性。这对于核磁共振（NMR）中涉及的自旋特别相关，其中DD序列可用于延长量子相干性，或用于选择性地耦合/解耦由随机环境波动施加的效应。在这封信中，我们表明，可以利用这些概念，以选择性地重新耦合扩散过程中的限制空间。随后的方法提供了一种新的工具来测量限制系统，如毛细管，孔或细胞的限制长度。这种方法的原则，选择性地重新耦合扩散驱动的退相干，它的立场范围内的扩散核磁共振，并证实实验，提出。
2014-09-07 physics.bio-ph physics.chem-ph quant-ph
Boundary of Quantum Evolution under Decoherence
弛豫效应对我们相干控制量子力学现象的能力施加了根本限制。在这封信中，我们建立了一个物理限制，如何密切可以量子力学系统被引导到一个所需的目标状态，在存在的松弛。特别是，我们明确计算的最大相干性或极化，可以在耦合核自旋之间转移的存在下，非常一般的退相干机制，包括交叉相关的放松。我们给出的控制律（脉冲序列），实现这些物理限制的解析表达式，并提供支持的实验证据。最近，互相关效应的开发导致了NMR光谱学中研究溶液中非常大的生物分子的强大方法的发展。我们用实验证明，最佳脉冲序列提供了显着的增益超过这些最先进的方法，开辟了新的途径光谱更大的蛋白质。令人惊讶的是，尽管非常大的弛豫率，最佳控制可以转移相干性没有任何损失时，互相关的弛豫率被调谐到自相关的弛豫率。
2003-02-08 quant-ph
Tracking the precession of single nuclear spins by weak measurements
核磁共振（NMR）光谱学是用于分析分子的结构和功能以及用于执行自旋密度的三维成像的强大技术。核磁共振波谱仪的核心是检测电磁辐射，其形式为自由感应衰减（FID）信号，由原子核在外加磁场周围进动产生。虽然传统的核磁共振需要来自1 e12或更多核的信号，但灵敏磁力测量的最新进展已经将这个数字大大降低到可以检测到很少甚至单个核自旋的水平。人们自然会问，连续FID检测是否仍然可以应用于单自旋水平，或者量子反作用是否会修改甚至抑制NMR响应。在这里，我们报告使用周期性弱测量跟踪单核自旋进动。我们的实验系统由金刚石中的碳-13核自旋组成，这些核自旋与附近氮空位中心的电子自旋弱相互作用，充当光学可读的米量子比特。我们观察到量子反作用的两个重要效应：测量引起的退相干和与采样时钟的频率同步。我们使用周期性的弱测量来证明灵敏的，高分辨率的NMR光谱的多个核自旋与先验未知的频率。我们的方法可以提供最佳的路线进行单分子NMR在原子分辨率。
2019-04-12 quant-ph
Adiabatic quantum decoherence in many non-interacting subsystems induced by the coupling with a common boson bath
在开放量子系统理论框架下，研究了玻色子场耦合多体自旋系统的量子绝热退相干。我们推广了传统的自旋玻色子模型，通过考虑一个系统-环境相互作用的哈密顿量，它代表了一个分区的非相互作用的子系统，并突出了集体的相关性，出现专门由于与一个共同的环境的耦合。值得注意的是，这个简单的、精确可解的模型包含了多体开放量子系统的相关方面，并具有当尺寸扩展到宏观水平时出现的微妙的量子效应。我们推导出一个解析表达式的密度矩阵的时间依赖性，而不假设粗粒化。所得到的退相干函数是本征选择性的，并且是一个复指数，其指数具有引入类似于自旋玻色子模型中的衰变的实部。相反，虚部取决于整个分区的量子数和几何形状，并且不反映系统温度。出于在固态NMR的退相干，我们应用的理论结果的偶极耦合自旋对在一个共同的声子浴接触的分区，使用典型的参数的水合盐。该建议允许估计的退相干时间尺度的系统物理常数。作为一个显著的新颖性，退相干函数相位依赖于整个样本的本征值分布。它起着主导作用，掩盖了与浴热状态相关的机制。最后，我们应用该方法描述了“魔术回波”核磁共振反转实验中的退相干现象。我们发现，系统-环境的相关性解释了起源的不可逆性，和退相干率值和它的依赖于偶极频率，是非常相似的实验。
2021-10-19 cond-mat.stat-mech quant-ph
Numerical analysis of relaxation times of multiple quantum coherences in the system with a large number of spins
研究了具有大量等效自旋的多量子核磁共振相干态的衰减。由于它们是在MQ NMR实验的准备阶段产生的，在实验的演化阶段由于偶极-偶极相互作用（DDI）而衰减。结果表明，弛豫时间随着MQ相干阶数{（根据已知结果）}和自旋数的增加而减小。我们还考虑MQ NMR实验（G. A. Alvarez，D.Suter，PRL { \bf 104}，230403（2010））的修改的准备期，其将长期DDI哈密顿量（扰动）下的短演化期与非长期平均双自旋/双量子哈密顿量下的演化期连接。研究了200-600个等效自旋组成的系统中扰动对退相干率的影响。
2010-12-30 quant-ph
Brun-Type Formalism for Decoherence in Two Dimensional Quantum Walks
我们研究xy平面上量子行走中的退相干。本文推广了[T.A. Brun，et.al，Phys.Rev.A 67（2003）032304]，其可以适用于二维量子行走中的各种退相干，而不管支配行走的么正变换。作为应用，我们研究了存在折线噪声时的退相干，其中量子行走由二维Hadamard算符控制。
2011-12-29 math-ph math.MP 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
Quantum bath-driven decoherence of mixed spin systems
混合电子-核自旋量子比特的退相干是当前非常重要的主题，但仍然缺乏理解：虽然自旋量子比特的重要退相干机制来自相关性缓慢衰减的量子自旋浴环境，但解释观察到的退相干时间随磁场急剧变化的唯一分析框架是基于经典噪声的抑制。在这里，我们得到了一个一般的表达式的中心自旋系统的消相干时间，揭示了显着的差异量子浴消相干和经典场噪声的消相干。我们使用电子自旋共振（ESR）和核磁共振（NMR）跃迁测量天然硅中铋施主的退相干时间，在这两种情况下，在很宽的参数范围内发现与我们的理论非常一致。我们的表达的普遍性也进行了测试，通过定量比较与以前的测量退相干周围的“最佳工作点”或“时钟转换”的退相干被强烈抑制。我们进一步验证了我们的研究结果相比，集群扩展模拟。
2013-11-22 cond-mat.mes-hall quant-ph
Generation, estimation, and protection of novel quantum states of spin systems
本论文主要研究在核磁共振量子信息处理器上，新的二比特和三比特量子态的产生、估计和保持。利用极大似然估计方法，我们提出了一种状态估计方法，使得重构的密度矩阵不具有负特征值，且误差在有效密度算子空间内。由于与环境的相互作用，系统中会发生不必要的变化，导致退相干。控制退相干是构建量子计算机需要克服的最大挑战之一。我们已经使用了几种实验策略来将量子系统与其环境解耦。这些策略基于我们对系统-环境相互作用的了解程度以及我们想要保持的状态。我们首先考虑的情况下，我们知道的系统状态，但没有知识的相互作用与环境。在这种情况下，我们证明了super-Zeno方案解决退相干的有效性。然后，我们考虑的情况下，只有子空间是已知的系统状态属于。为了解决这种情况，我们使用了嵌套的Uhrig动态解耦方案。接下来，我们考虑的情况下，我们有知识的系统的状态，以及它与环境的相互作用。在这种情况下，由于噪声模型是已知的，因此可以明确地设计解耦策略来消除该噪声。利用这些解耦策略，我们可以在实验上延长两个量子比特的Bell对角态的时不变不和谐的寿命，并且还能够在很大程度上保持三个NMR量子比特的纠缠。
2018-04-30 quant-ph
A quantum mechanical NMR simulation algorithm for protein-scale spin systems
核磁共振光谱学是物理化学中为数不多的几个至今还没有多项式标度模拟方法的领域之一。在这里，我们报告这样一种方法，并通过模拟常见的2D和3D液态NMR实验（包括自旋弛豫过程的准确描述）同位素富集的人泛素-蛋白质含有超过一千个核自旋形成一个不规则的多环三维耦合晶格来说明其性能。该算法使用密度算子空间的精心剪裁，仅包括填充到显着程度的核自旋状态。通过分析自旋连接性和退相干特性产生的减少的状态空间：快速松弛状态以及拓扑远程自旋之间的相关性从基组下降。在所提供的示例中，量子力学模拟时间的结果减少了许多数量级。
2014-02-25 physics.chem-ph quant-ph
Minimum-Time Selective Control of Homonuclear Spins
在核磁共振（NMR）量子计算中，由于多个同素自旋的共振频率非常接近，对它们的选择性控制通常很慢。为了快速实现对退相干效应的控制，本文提出了一种有效的数值算法来设计两个同素自旋中的最小时间局域变换。我们通过对动力学的两时标分解的几何分析，得到了一个精确的最小时间估计。这种估计缩小了梯度型优化算法的最小时间控制的搜索范围。数值仿真表明，该方法可以显著减少搜索工作量，特别是当频差很小时，控制场很高。在三氯乙烯（C2H1Cl3）样品体系中，用两个同核碳自旋的NMR实验进一步证明了它的有效性。
2016-07-12 quant-ph
Markovian theory of dynamical decoupling by periodic control
将最近发展的具有外部周期驱动的量子开放系统的马尔可夫主方程形式应用于周期控制的动力学解耦理论。这种新的方法提供了一个更详细的定量图片，这种现象适用于传统的NMR光谱和最近的尝试减少量子器件中的退相干。对于浴谱密度和两能级系统的流行选择，弛豫速率的精确公式是可用的。在NMR成像的背景下，所获得的公式允许从实验数据中提取描述浴弛豫时间的新参数。
2015-08-29 cond-mat.stat-mech quant-ph
True experimental reconstruction of quantum states and processes via convex optimization
Department of Physical Sciences, Indian Institute of Science Education \& Research Mohali, Sector 81 SAS Nagar, Manauli PO 140306 Punjab India.
针对传统量子态与过程层析的线性反演易产生非物理矩阵的问题，提出基于半定规划求解的约束凸优化方法，在两比特NMR系统中实现了更高保真度的物理有效量子态、过程及噪声表征。
2020-03-31 quant-ph
Proliferation of effective interactions: decoherence-induced equilibration in a closed many-body system
我们解决的问题是如何弱扰动，这是相当无效的小多体系统，可以导致退相干，因此不可逆性时，他们扩散的系统尺寸的增加。这个问题是固态NMR的核心。在那里，最初的局部极化由于自旋-自旋相互作用而遍布各处，该自旋-自旋相互作用保持总自旋投影，导致极化的平衡。原则上，这种量子动力学可以通过改变哈密顿量的符号来逆转。然而，反转通常被作为退相干源的不可逆相互作用扰动。局部激发恢复的分数定义的Loschillary回声（LE），在这里评估的一系列封闭的$N$自旋系统与所有的相互作用。最显着的制度的LE衰减时发生的扰动诱导增殖有效的相互作用。我们表明，如果这种扰动超过一些下限，衰变是由一个有效的费米黄金法则（FGR）。这种下限随着$ N $的增加而缩小，成为热力学极限中LE衰减的主要机制。一旦极化保持平衡的时间长于FGR时间，尽管进行了反转程序，它仍保持平衡。
2015-02-22 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Gaussian Decoherence and Gaussian Echo from 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，在这个简单的模型（介绍了一段时间前，以说明环境引起的超选择）一般假设的耦合强度导致一个普遍的（高斯）抑制指针状态之间的相干性。我们探索这一结果的有效性，并讨论其关系到环境的光谱特征。我们还认为它的相关性的实验上所谓的Loschillo回声（措施，实际上，初始和时间反转或“回声”信号之间的保真度）。特别是，我们表明，对于部分逆转（例如，当仅一部分总哈密顿量改变符号时），保真度将表现出对反转时间的高斯依赖性。在这种情况下，回声可能变得独立于逆转过程的细节或与环境耦合的细节。这种令人困惑的行为在几个NMR实验中观察到。这两种环境的自然候选者（其中一种很容易逆转，而另一种是“不可逆的”）被建议用于涉及二茂铁的实验。
2007-03-26 cond-mat.other quant-ph
Out-of-time-order correlators bridge classical transport and quantum dynamics
University of California Berkeley（加州大学伯克利分校）；Stanford University（斯坦福大学）；North Carolina State University（北卡罗来纳州立大学）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）；Tulane University（杜兰大学）
通过核磁共振技术测量超越时间顺序相关函数，揭示经典输运与量子动力学的联系。
2025-12-19 quant-ph
Environmentally induced Quantum Dynamical Phase Transition in the spin swapping operation
量子信息处理依赖于相干量子动力学来精确控制其基本操作。双自旋系统中的交换门交换简并态|+，->和|-,+>.在NMR中，这是通过打开和关闭自旋-自旋相互作用b=ΔE来实现的，该相互作用使能级分裂并引起具有固有频率ΔE/ \hbar的振荡。强度\hbar /τ_{SE}与相邻自旋的环境的相互作用在退相干时间尺度τ_n内降低了这种振荡。虽然实验频率ω和退相干时间τ_ε分别与b/ \hbar和τ_{SE}成正比，但我们给出的实验表明ω和τ_ε都有很大的偏差。通过求解多自旋动力学方程，证明了交换区限制在ΔE τ_{SE} > \hbar .超过与环境的临界相互作用，交换冻结，退相干速率下降为1/τ_PDMATHABMN（b/ \hbar）^2 τ_{SE}。当ω \propto \sqrt{(b/\hbar)^{2}-(k/τ_{SE})^2}变为虚的，类似于过阻尼的经典振子时，量子动力学相位之间的跃迁发生。在这里，0<k^2<1仅取决于系统-环境相互作用的各向异性，对于各向同性为0，对于XY相互作用为1。这种由量子芝诺效应主导的阶段的关键开始为控制量子动力学提供了新的机会。
2006-05-18 cond-mat.mes-hall nlin.CD physics.chem-ph
Chemical hydrodynamics of nuclear spin states
本文提出一种数值稳定的时域量子力学形式体系，用于同时处理扩散、流动和二级化学反应下的核自旋动力学与退相干，并在Spinach库中实现，通过微流控NMR中的Diels-Alder反应验证了其有效性。
2025-05-04 physics.chem-ph physics.comp-ph quant-ph
