Atom correlations and spin squeezing near the Heisenberg limit: finite system size effect and decoherence
我们分析了自旋压缩模型的基础上,所谓的反扭曲哈密顿量,包括耗散和有限的系统尺寸的影响。我们讨论的条件下,海森堡极限,即相位灵敏度$\propto 1/N$,可以实现。详细介绍了基于量子化光子交换的原子-原子相互作用模型的具体实现。由此产生的激发对应于自旋翻转原子对的产生,并且可以用于纠缠原子系综的快速产生、自旋压缩以及量子信息处理中的应用。分析了利用该机制实现强自旋压缩的条件。
2001-12-20 quant-ph
Controlled Quantum Metrology with Anisotropic Heisenberg Spin Interactions under Intrinsic Decoherence
Akal University(阿卡尔大学);Nantong University(南通大学);Yanbian University(延边大学);University of Glasgow(格拉斯哥大学);Chandigarh University(昌迪加尔大学)
研究Milburn模型固有退相干下两量子比特各向异性海森堡自旋系统(含DM相互作用)的量子参数估计,利用量子Fisher信息分析磁场和DM相互作用强度的估计精度,发现各向异性交换耦合和初始纠缠态可显著提升性能。
2026-06-16 quant-ph
Various Correlations in Anisotropic Heisenberg XYZ Model with Dzyaloshinski-Moriya Interaction
研究了两量子位Heisenberg XYZ自旋链中沿z方向存在Dzyaloshinski-Moriya(DM)相互作用时的各种热关联以及内禀退相干对热关联的影响.研究发现,在热平衡条件下,可调参数Dz对关联度C、经典关联度CC和量子不协调度QD具有建设性的作用,而在内禀退相干条件下,可调参数Dz对关联度C、经典关联度CC和量子不协调度QD具有破坏性的作用.在相位退相干的作用下,纠缠和量子不协调呈现出坍缩和恢复的现象。通过适当的系统参数组合,可以有效地保持在高稳态值的相关性,尽管固有的退相干。
2013-03-30 quant-ph
Intrinsic decoherence effects on correlated coherence and quantum discord in XXZ Heisenberg model
本文研究XXZ海森堡模型中内禀退相干对关联相干和量子失协的影响,考虑外磁场、DM和KSEA相互作用,发现量子资源衰减行为依赖于初始EWL态参数,为设计具有量子优势的系统提供指导。
2022-11-09 quant-ph
Energetic Suppression of Decoherence in Exchange-Only Quantum Computation
提出了一种只需要海森堡交换相互作用并通过能隙抑制退相干的普适量子计算。包括编码量子位的三个物理量子位与全局磁场之间的始终开启的交换相互作用的组合在感兴趣的子空间与所有其它状态之间生成能隙。该能隙抑制退相干。始终在线的交换耦合极大地简化了硬件规格和逻辑量子位间门的实现。受控相位门可以仅使用三个海森堡交换操作来实现,所有这些操作都可以同时执行。
2004-08-05 quant-ph
Universal quantum computation with spin-1/2 pairs and Heisenberg exchange
提出了一种有效而直观的通用量子计算框架,该框架使用自旋为1/2的粒子对来形成逻辑量子比特,并使用单个物理相互作用海森堡交换来产生所有的门操作。只需要两个海森堡门操作就可以产生受控的π相移,而使用三个自旋的仅交换方案需要19个。从深入研究退相干自由子空间,这种架构继承了集体退相干机制的免疫力。这种方法的简单性和适应性应该使其对基于自旋的量子计算架构具有吸引力。
2002-08-31 quant-ph
Multiqubit matter-wave interferometry under decoherence and the Heisenberg scaling recovery
大多数用于量子传感的物质波干涉(MWI)方案都是在没有噪声的理想情况下进行评估的。在这项工作中,我们提供了通用的多量子位MWI计划马尔可夫退相噪声下的评估。我们发现,对于某些类的MWI计划的比例因子是非线性依赖于询问时间,最大纠缠探针\emph{decreases}的最佳精度随着粒子数$N$的增加,对于独立和集体失相的情况。这一结果挑战了传统的智慧,发现在相移拉姆齐型干涉仪。我们通过研究多量子比特Sagnac原子干涉术用于旋转传感的最佳精度来开始分析。我们还发现,由于非常规的询问时间二次相位积累和指数退相过程之间的竞争,在无噪声情况下的最佳输入态Greenberger-Horne-Zeilinger(GHZ)态导致了大$N$区域中量子费舍尔信息的消失.然后,我们的评估进一步扩展到一般的MWI计划的量子传感与纠缠态和退相干。最后,我们尝试性地分析了一种量子纠错逻辑GHZ态,它有可能恢复海森堡标度并提高灵敏度。
2019-03-05 quant-ph
Decoherence in closed and open systems
一个广义的形式框架退相干,可用于开放和封闭的量子系统,勾勒。在此背景下,研究了封闭系统的退相干与其子系统的退相干之间的关系,并定义了相应的退相干时间:对于宏观系统,封闭系统的退相干时间远大于其子系统的退相干时间。最后,研究表明,将新的形式框架应用于众所周知的模型会产生物理上足够的结果。
2006-01-19 quant-ph
Creating Decoherence-Free Subspaces with Strong and Fast Pulses
消相干子空间(DFS)将量子信息与有害的环境相互作用隔离开来。我们给出了明确的序列的强大和快速(“bang-bang”,BB)的脉冲,创造的条件允许存在的DFS,支持可扩展的,通用的量子计算。一个这样的例子是创造集体退相干的条件,其中所有系统粒子以相同的方式耦合到它们的环境。所需的BB脉冲仅使用海森堡交换相互作用产生。结合以前的结果,这表明海森堡交换本身就是在DFS上实现通用容错量子计算的一个使能者。
2002-04-10 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
The elusive Heisenberg limit in quantum enhanced metrology
基于量子信道的几何结构和半定规划,我们提供了用于推导量子增强计量学中可实现精度的界限的有效和直观的工具。我们表明,当考虑到退相干,最大可能的量子增强量一般是一个常数的因素,而不是二次改善。我们应用这些工具来推导模型的退相干相关的应用,包括:退相,去极化,自发发射和光子损失的边界。
2012-07-03 quant-ph
Aspects of the decoherence in high spin environments: Breakdown of the mean-field approximation
对自旋系统中量子比特退相干的研究几乎局限于自旋$\frac{1}{2}$粒子构成的环境。在本文中,我们考虑的环境,是由粒子的更高的自旋,我们调查的后果量子位耦合到这样的浴通过海森堡$XY$和伊辛相互作用的动力学。结果表明,虽然在这两种情况下的短时间衰减得到更快的自旋的幅度增加,渐近行为表现出改善的消相干的抑制时,耦合是通过海森堡$XY$相互作用。在横向伊辛模型的情况下,我们发现,平均场近似打破了高值的自旋。
2022-07-07 quant-ph
Decoherence of Quantum-Enhanced Timing Accuracy
在海森堡图中研究了光脉冲定时精度的量子增强。从海森堡运动方程出发,研究了光损耗、群速度色散和克尔非线性对光脉冲的位置和动量的影响。使用开发的形式主义,研究了光损耗引起的退相干对使用绝热孤立子控制克服定时标准量子极限的影响[Tsang,Phys. Rev. Lett. 97,023902(2006)]进行了理论和数值分析。分析表明,一个明显的增强,可以实现使用当前的技术,尽管增加的定时抖动主要是由于戈登-豪斯效应。还研究了光损耗对量子增强定时信息传输的退相干效应,以确定增强能够存活的情况。
2007-04-05 quant-ph
A general theoretical framework for decoherence in open and closed systems
退相干的一般理论框架,提出了,其中包括最初设计的形式主义,只是与开放或封闭的系统处理。退相干的条件明确规定和弛豫和退相干时间进行了比较。最后,从新的角度详细发展了旋浴模型。
2009-07-08 quant-ph
Decoherence in an infinite range Heisenberg model
本文研究了无限程海森堡模型(IRHM)中的退相干,在这两种情况下,系统耦合到一个局部光学声子或整体光学声子浴。使用非微扰处理,我们推导出一个有效的哈密顿量,这是有效的,在非绝热条件下的强自旋-声子耦合的制度。结果表明,有效哈密顿量与IRHM交换,因此具有相同的本征态的IRHM。利用量子主方程方法分析了该系统的动力学行为,证明了当自旋与局域声子相互作用时,IRHM系统的量子态在马尔可夫动力学下不会退相干。对于与全局声子的相互作用,对于非马尔可夫动力学获得的系统的约化密度矩阵的非对角矩阵元素仅在具有相同$S^z_T$(即,总自旋的z分量的本征值)。
2012-12-19 cond-mat.str-el quant-ph
Decoherence-enhanced measurements
量子增强测量使用高度非经典的量子态,以提高经典量的测量精度,如光学腔的长度。主要目标是超越标准量子极限(SQL),即$1/\sqrt{N}$级的精度,其中$N$是量子资源的数量(例如使用的光子或原子的数量),并实现缩放$1/N$,称为海森堡极限。这样做将在许多领域产生巨大的影响,但到目前为止,只有三个实验证明了对SQL的轻微改进。所需的量子态一般很难产生,并且很容易发生退相干。在这里,我们表明,退相干本身可以作为一个非常敏感的探针系统的属性。这应该允许一种新的测量原理,有可能在不需要产生高度纠缠态的情况下达到海森堡极限。
2009-05-29 quant-ph
Quantum discord and one-norm geometric quantum discord for XXX Heisenberg spin chain under noisy channels
本文比较了XXX海森堡自旋链在退相干作用下的量子不协调、1-范数几何量子不协调和纠缠的行为。详细介绍了它们与温度和耦合常数的关系。通过比较可以看出,量子不协和1-范数几何量子不协比协同对退相干的鲁棒性更强,因为量子不协和1-范数几何量子不协取非零值并渐近减小,而协同在包括温度和耦合常数在内的很大参数范围内为零.此外,我们发现1-范数几何量子不协调和量子不协调之间不存在简单的相对序。这一结果与一些文献中提供的信息相矛盾。
2014-06-18 quant-ph
Microsecond-Programmable Synthetic Quantum Matter: Circumventing the Adiabatic Bottleneck for Heisenberg-Limited Metrology
Independent Researcher, Macau 999078, China
提出非绝热Floquet协议,在单腔BEC中动态合成TAT相互作用,快速产生海森堡极限自旋压缩,绕过绝热瓶颈,实现微秒级计量。
2026-09-29 quant-ph
Generation and robustness of non-local correlations induced by Heisenberg XYZ and intrinsic decoherence models: (x,y)-spin-orbit interactions and $x$- magnetic field
本文利用米尔本内禀退相干模型,研究海森堡XYZ与x,y方向自旋轨道相互作用及x方向磁场对非局域关联产生与鲁棒性的影响,发现增强相互作用和磁场可提升关联并调节其退化。
2024-05-27 physics.atom-ph quant-ph
Quantum metrology in the presence of spatially correlated noise: Restoring Heisenberg scaling
环境噪声会影响纠缠态的可分辨性。虽然纠缠的使用允许海森堡有限的分辨率,最大的量子力学允许的,偏离严格的幺正动力学迅速恢复由中心极限定理规定的标准标度。当噪声演化是局部的和严格马尔可夫的时,乘积和最大纠缠态是渐近等价的。然而,噪声中的时间相关性已被证明可以提升这种等价性,而完全(空间)相关的噪声允许识别无退相干子空间。在这里,我们分析了有限相关长度的噪声存在下的精度限制,并表明存在鲁棒的纠缠态制备,显示持续海森堡标度,尽管环境退相干,即使是小的相关长度。我们的研究结果强调了噪声关联在量子优势研究中的相关性,并且可能在量子应用之外具有相关性。
2014-07-29 quant-ph
On Decoherence in Quantum Clock Synchronization
我们研究了两个量子版本的爱丁顿时钟同步协议中存在的退相干。第一个协议使用最大纠缠态来实现海森堡极限的时钟同步。第二个协议在不使用纠缠的情况下达到了极限。我们证明了这两个协议的等价性下的任何单量子比特的退相干模型,本身不提供同步信息。
2006-05-01 quant-ph
Decoherence: a closed-system approach
本文的目的是审查一个新的角度去相干,根据该形式主义最初设计的只是处理封闭或开放系统可以归入一个封闭系统的方法,概括了传统的帐户的现象。这种新观点解决了传统开放系统方法的某些概念上的困难,但同时表明量子系统的开放性并不是通常所说的退相干的必要因素。此外,当从封闭系统的角度描述退相干系统的行为时,退相干的解释比开放系统方法提供的解释更普遍,并且量子到经典的转变明确地定义了经典性的领域通过识别具有类似经典行为的可观察量。
2014-02-14 quant-ph
The quantum-to-classical transition: Bohr's doctrine of classical concepts, emergent classicality, and decoherence
环境纠缠和由此产生的退相干过程在量子到经典的转变和量子力学中“经典性”的出现中起着至关重要的作用,这一点现在已被广泛接受。在这种程度上,退相干通常被理解为与哥本哈根解释的决裂,特别是与玻尔关于经典概念不可或缺的观点的决裂。本文分析了玻尔对量子-经典分界的理解与他的经典概念学说和基于退相干的涌现经典性方案之间的关系。通过借鉴霍华德的重建玻尔的学说的经典概念,并注意到迄今为止被忽视的分歧之间的海森堡和玻尔在20世纪30年代的位置的量子经典的“削减”,我们表明,玻尔的观点的量子经典划分可以物理合理的呼吁退相干。我们还讨论了海森堡著作中对环境在量子经典问题中的作用的早期预测。最后,我们区分四个不同的配方的学说的经典概念,努力提出一个更细致入微的评估玻尔的意见和退相干之间的关系,挑战过于简单的报表经常发现在文献中。
2008-04-10 quant-ph
Entanglement of spin-1/2 Heisenberg Antiferromagnetic quantum spin chains
首次确定了自旋为1/2的量子纠缠度,并将其应用于单晶β- \mathrm{T_eVO_4} .采用希尔伯特-施密特范数,提出了一个度量纠缠度的物理量,即态间距离。我们将态间距离与磁化率联系起来。退相干温度,超过该温度的纠缠被抑制,确定了一个系统。建立了它们的退相干温度与交换耦合常数之间的关联式,并证明了交换耦合对系统的退相干起保护作用。
2016-05-14 cond-mat.str-el quant-ph
Various correlations in a Heisenberg XXZ spin chain both in thermal equilibrium and under the intrinsic decoherence
本文讨论了在外部磁场和Dzyaloshinskiii-Moriya(DM)各向异性反对称相互作用下,两量子比特海森堡XXZ自旋链中的各种关联,它们分别由共存度(C)、经典关联(CC)、量子不和谐度(QD)和几何不和谐度(GMD)测量.基于解析推导的热平衡和包含内禀退相干情况下的关联表达式,我们讨论和比较了不同情况下系统参数对关联的影响。结果表明,在零温极限下,各向异性Jz对热平衡关联起着重要作用,但在考虑本征退相干的情况下,各向异性Jz对关联不起作用,且各向异性Jz随温度T的升高而减小.此外,J在热平衡和本征退相干条件下对各种物理量的操纵和控制都是有益的,而B则是有害的,这可以通过调节其他系统参数来避免;而D在热平衡条件下是有益的,但在本征退相干条件下一般是有害的。此外,对于初始状态$|Ψ_1(0) > = \frac{1}{\sqrt{2}} (|01 > + |10 >)$,除CC外,所有相关系数随时间呈现出大于零的稳定值的阻尼振荡,而对于初始状态$|Ψ_2(0) > = \frac{1}{\sqrt{2}} (|00 > + |11 >)$,所有相关系数单调下降,但CC仍保持最大值。此外,在热平衡条件下,这些物理量没有明确的顺序,而在非零B的内禀退相干条件下,当初态为$|Ψ_2(0) >$时,CC,C,GMD和QD的顺序是降序的.
2011-06-30 cond-mat.stat-mech quant-ph
Short-time expansion of Heisenberg operators in open collective quantum spin systems
本文提出了一种计算具有一般马尔可夫退相干的大集体自旋系统的短时期望值的新方法。我们的方法是基于海森堡算子运动方程的形式解的泰勒展开。这种展开可以在有限阶截断,以在短时间内获得几乎精确的结果,这些结果与自旋压缩等非线性应用有关。为了计算海森堡算符的展开式,我们计算了集体自旋算符代数的相关结构常数。我们证明了我们的方法的实用性,通过计算自旋压缩,两个时间的关联函数,并在时间有序的$10^4$自旋强退相干制度,否则无法通过现有的数值方法。我们的方法可以简单地推广到集体自旋耦合玻色子模式的情况下,相关的囚禁离子和腔QED实验,并可用于研究量子混沌和信息扰频的短时签名。
2020-02-13 quant-ph
The self-induced approach to decoherence in cosmology
在本文中,我们将介绍的\QTR{it}{self-induced approach}退相干,它不需要系统和环境之间的相互作用:退相干在封闭的量子系统是可能的。这一事实在宇宙学中有着相关的后果,其目的是解释宇宙中经典性的出现,宇宙被认为是一个封闭的(非相互作用的)量子系统。特别是,我们将表明,自诱导的方法可以用于描述一个封闭的量子宇宙的演化,其经典行为产生的退相干的结果。
2002-11-25 quant-ph
Learning to Restore Heisenberg Limit in Noisy Quantum Sensing via Quantum Digital Twin
本文提出量子数字孪生协议,通过强化学习实现噪声环境下的自适应补偿控制,从而恢复量子传感的海森堡极限。
2025-11-21 quant-ph
Decoherence according to Environment and Self Induced Decoherences
本文给出了一种既可用于开放量子系统(环境诱导退相干-EID)又可用于封闭量子系统(自诱导退相干-SID)的广义退相干形式
2005-12-16 quant-ph
Effects of local decoherence on quantum critical metrology
在量子临界点处对系统的参数变化的发散响应激发了量子精密测量的方案,其特征在于灵敏度与系统尺寸的亚海森堡缩放(例如,粒子数)。这种灵敏度的增强从根本上植根于薛定谔猫态的形成,或在量子临界点的宏观叠加态。然而,猫态对于由单个粒子上的局部噪声或与局部环境的耦合引起的退相干是脆弱的,因为任何粒子的局部退相干都会导致整个猫态的崩溃。因此,目前还不清楚量子临界计量学的亚海森堡标度是否对局域退相干具有鲁棒性。本文以一维横场伊辛模型为例,研究了局域退相干对量子临界计量学的影响。基于以前的工作[物理学。94,047201(2005)]中讨论了噪声伊辛模型的临界行为,表明量子临界性的普适类被退相干修正,我们发现标准量子极限被单粒子退相干恢复,这相当于由环境进行的局部量子测量,在量子临界点的基态中的体纠缠。根据重整化群分析[Phys.Rev.B69,054426(2004)],我们认为噪声对量子临界计量学的影响应该是普适的。这一工作证明了保护宏观量子相干性对于基于临界行为的量子传感的重要性。
2021-07-21 quant-ph
Sudden death, birth and stable entanglement in a two-qubit Heisenberg XY spin chain
考虑粒子布居弛豫引起的退相干效应,研究了海森堡XY相互作用中两量子比特在外加磁场作用下的纠缠特性。研究发现,对于特定的初态,纠缠演化过程中会出现纠缠突然死亡(ESD)和突然诞生(ESB)现象。详细讨论了外加磁场和自旋环境对静电放电和静电自旋波的影响。结果表明,通过调节自旋链的各向异性参数、外加磁场以及与环境的耦合强度,可以控制纠缠度.特别是,我们发现,存在一个临界各向异性常数,在此之上ESB消失,而ESD出现。同样值得注意的是,稳定的纠缠,这是独立于不同的初始状态的量子比特,即使在存在退相干发生。
2008-08-31 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
Decoherence by engineered quantum baths
我们介绍,并确定退相干,广泛的一类非平凡的量子自旋浴,其中包括伊辛,XY和海森堡普遍性类耦合到一个两级系统。对于XY和伊辛普适类,我们提供了一个精确的表达式的衰减的损失的相干超出的情况下,一个中心的自旋均匀耦合到所有的自旋的浴已讨论到目前为止,在文献中。在海森堡自旋浴的情况下,我们研究了退相干的时间依赖的密度矩阵重整化群的手段。我们展示了如何通过使用光晶格中的原子来设计这些浴。
2006-05-05 cond-mat.other quant-ph
Coherence theory and coherence phenomena in a closed spin-1/2 system
研究了一个简化的海森堡自旋模型,以检验封闭量子系统中退相干的概念。为此,我们给出了量子相干性$Ξ$的一个可量化的定义,并详细讨论了一般相干理论及其基本结果。正如预期的那样,退相干被理解为一个由系统动力学引起的统计过程,类似于熵的增长。相干性似乎是有助于理解系统的量子特性的重要度量,例如,可以从相干函数$Ξ(t)$而不是从熵动力学导出去相干时间。此外,退相干时间的概念适用于封闭和有限系统。然而,在大多数情况下,非对角元素的衰减不同于通常的$\exp(-t/τ_{\rm d})$行为。具体地说,我们给出了有限海森堡模型中退相干时间$τ_{\rm d}$与粒子数$N$、密度$n_ρ$、空间维数$D$和$η/r^ε$型势中$ε$的关系.
2008-05-18 quant-ph
Achieving Heisenberg Scaling on Measurement of A Three-Qubit System via Quantum Error Correction
在多体量子系统中,观测者所能获得的量子费舍尔信息易受退相干的影响。因此,量子增强计量学,如海森堡标度,通常无法实现。通过两种不同的方法,我们证明了在一定的近似下,通过周期性的量子纠错修正,我们可以在一个三量子比特的Tavis-Cumming模型中实现海森堡标度化.本文还讨论了任意原子数情形的推广。
2022-12-02 quant-ph
Decoherence as a relative phenomenon: a generalization of the spin-bath model
在本文中,我们提出了一个封闭系统的角度来研究退相干。从这个角度来看,我们分析了文献中提出的旋转浴模型,以及该模型的自然推广。从该分析中获得的结果的基础上,我们认为,退相干可以理解为一种现象,相对于一个封闭的系统,在每个特定的情况下选择的分区。这一观点使退相干程序从其开放系统观点所产生的某些概念上的困难中解脱出来。我们还认为,通常的图片退相干方面的能量耗散是误导。
2009-07-11 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
Decoherence, measurement and interpretation of quantum mechanics
根据量子力学的模态-哈密顿解释(MHI),封闭系统的哈密顿量定义了它的定值观测量的集合。这个定义似乎与开放系统环境诱导退相干(EID)所选择的指针基不相容。在本文中,我们认为,退相干可以理解从一个封闭的系统的角度来看,(一)表明,MHI和EID之间的不兼容性是显而易见的,(ii)解决了某些概念的挑战,EID程序仍然要面对的。
2009-08-27 quant-ph
Decoherence effect on quantum correlation and entanglement in a two-qubit spin chain
假设一个Werner态的双量子比特系统在不同环境的作用下,在具有Dzyaloshinskiii-Moriya(DM)相互作用的海森堡XY模型中演化。我们评估和比较量子纠缠,量子和经典的相关措施。结果表明,在不存在退相干效应的情况下,DM相互作用存在一个临界值,在该临界值下,纠缠可能消失,而量子和经典关联不消失。在存在环境的情况下,相关性的行为取决于系统与环境相互作用的类型。相关性可以通过操纵耗散环境中的哈密顿各向异性参数来维持。量子关联和经典关联通常比纠缠更稳定。
2014-08-20 quant-ph
True decoherence-free-subspace derived from a semiconductor double quantum dot Heisenberg spin-trimer
Seoul National University(首尔大学);École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL)(洛桑联邦理工学院);Weizmann Institute of Science(魏茨曼科学研究所);Korea Research Institute of Standards and Science(韩国标准科学研究院);Pusan National University(釜山国立大学)
从半导体双量子点Heisenberg自旋三元组导出真正的去相干自由子空间,用于保护量子比特免受磁场波动影响。
2024-09-29 cond-mat.mes-hall quant-ph
Entanglement production and decoherence-free subspace of two single-mode cavities embedded in a common environment
在代数动力学的框架内研究了由两个相同的单模腔耦合到一个共同的环境中的系统。基于Heisenberg-Weyl代数的左表示和右表示,研究了主方程的代数结构,得到了系统的精确解析解。结果表明,对于这样一个系统,环境可以产生纠缠,而不是通常认为的破坏纠缠的作用。此外,集体零模本征解的系统被发现是免费的退相干对环境的耗散。这些无消相干态在量子信息和量子计算中可能是有用的。
2005-05-12 quant-ph
Collectively enhanced quantum measurements at the Heisenberg limit
量子增强测量使用量子力学效应,以提高经典量测量的灵敏度,例如光学腔的长度。主要目标是超越标准量子极限(SQL),即1/ \sqrt{N}阶的不确定性,其中N是量子资源的数量(例如使用的光子或原子的数量),并实现1/N的缩放,称为海森堡极限。到目前为止,很少有实验证明了对SQL的改进。所需的量子态通常是高度纠缠的,难以产生,并且非常容易退相干。在这里,我们表明,海森堡有限的测量可以实现不使用纠缠态的量子资源耦合到一个共同的环境,可以测量至少部分。该方法在退相干下是鲁棒的,事实上,集体退相干本身的参数依赖性可以用来达到1/N的标度。
2011-03-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Magnetic Field Detection Using a Two-Qubit System Under Noisy Heisenberg Interaction
提出一种基于噪声双量子比特系统设计磁场探测器的方法,发现磁场在返回概率中引入与场强成正比的振荡特征,证明在噪声条件下实现量子磁场检测的可行性。
2025-04-03 quant-ph
Restoring Heisenberg-Limited Precision in Non-Markovian Open Quantum Systems via Dynamical Decoupling
本文提出利用动力学解耦技术在非马尔可夫噪声下恢复量子计量的海森堡极限精度,并给出控制哈密顿量存在的充要条件,在阻尼Jaynes-Cummings模型中验证了其有效性。
2025-01-03 quant-ph
Intrinsic decoherence effects on measurement-induced nonlocality
考虑一个自旋为1/2的量子比特相互作用的精确可解模型,在存在内禀退相干的情况下,利用Heisenberg各向异性相互作用,研究了在不同初始条件下,纠缠的动力学行为,并基于Hilbert-Schmidt范数和迹距,研究了由纠缠度和测量诱导非定域性(MIN)量化的纠缠动力学行为.我们着重讨论了纯初态的纠缠度与最小值之间的关系。对于初始可分态,发现量子关联的产生和鲁棒性依赖于物理参数。当把纠缠态作为初始态时,结果表明,尽管存在相位退相干,但所有的关联都在出现一些振荡后达到稳态值。最后,我们证明了在非纠缠态下,MIN捕获的量子关联的存在性。
2020-05-13 quant-ph
What classicality? Decoherence and Bohr's classical concepts
著名的尼尔斯·玻尔坚持他所谓的“经典概念”的不可或缺性。另一方面,在退相干计划的背景下,仅仅从量子形式论来谈论“经典性的动力学涌现”已经成为时尚。这是否意味着退相干挑战了玻尔的格言--例如,经典概念不需要假设,但可以推导出来?在这篇文章中,我们将试图澄清形式主义和哲学混合在一起的黑暗水域。首先,我们将澄清退相干描述中的经典性概念。然后,我们将讨论玻尔和海森堡对量子经典问题的看法,并反思玻尔及其追随者著作中术语“经典性”和“经典概念”的不同含义。这一分析将使我们能够对如何更好地理解退相干诱导的经典性与玻尔的经典概念之间的关系提出一些尝试性的建议。
2012-03-12 quant-ph
Impacts of Intrinsic Noise and Quantum Entanglement on the Geometric and Dynamical Properties of the XXZ Heisenberg Interacting Spin Model
针对磁场下XXZ海森堡双自旋系统,本文统一分析内在退相干、纠缠、量子态几何距离与速度,并求解含噪量子最速降线及几何相位问题。
2025-07-23 math-ph math.MP quant-ph
Decoherence at the level of eigenstates
一个本征态退相干假设指出,一个大的封闭系统的每个单独的本征态是局部经典的。我们扩展了这一假设,占一个典型的非常短的时间尺度的退相干。扩展意味着,非对角矩阵元素的某些运营商-量子证人-被抑制,只要相应的本征态之间的能量差小于反退相干时间。
2017-12-12 quant-ph
Decoherence of quantum discord in an asymmetric-anisotropy spin system
研究了具有非对称各向异性相互作用的海森堡自旋系统中量子关联的退相干。利用量子纠缠和不协调来量化关联的量子性。通过分析和数值计算,我们发现在独立的局域马尔可夫库的作用下,量子不和谐随时间渐近衰减。这与纠缠态的突然变化有明显的不同。在纠缠消失之前,量子不和谐的动力学行为与纠缠非常相似。与非相互作用量子比特的情况相比,相互作用自旋系统的不和谐迅速下降。在任意有限温度下,非零热不协调可以通过非对称各向异性相互作用而增强,从而引起量子涨落。
2012-08-08 quant-ph
Decoherence through Spin Chains: Toy Model
乍看之下,薛定谔方程对封闭量子系统动力学的描述似乎与描述开放量子系统的林德布拉德方程不相容。通过分析自旋为1/2的链的封闭动力学,我们重建指数衰减后一个模型的特点。我们确定了所有必要的成分,以有效地模拟这种行为,如一个无限大的环境和耦合到系统弱相比,在浴缸中的内部耦合。
2011-08-29 quant-ph
Driving Quantum System into Decoherence-free Subspaces by Lyapunov Control
提出了一种利用李雅普诺夫控制将有限维量子系统驱动到无消相干子空间的方案。利用李雅普诺夫函数建立控制场。该方案对于封闭和开放量子系统都很有效,对于封闭系统,用期望的子空间代替DFS。以三束激光驱动三个简并态的四能级系统为例,对该方案的动力学特性进行了数值模拟,得到了较好的结果。
2009-08-07 quant-ph
Decoherence of two-electron spin states in quantum dots
研究了量子点系统中两个电子与核自旋池相互作用过程中自旋态的时间演化。电子与核自旋之间的超精细相互作用由各向同性海森堡相互作用建模,电子自旋之间的相互作用由海森堡交换建模。根据电子的空间波函数之间的重叠程度,存在两种物理上不同的情况,即两个量子位要么与同一组核自旋相互作用,要么它们看到不同的核自旋环境。在这两种情况下,解析地研究了双量子比特态的退相干。我们已经确定了一类两个量子比特的状态,具有丰富的动态时,量子比特之间的交换相互作用变得大的超精细相互作用强度相比。退相干时间尺度被确定为浴自旋分布和初始两量子比特态的偏振的函数。通过对所有两量子比特纯态进行最小化来识别具有大退相干时间的态。
2007-02-05 cond-mat.mes-hall quant-ph
Decoherence-free linear quantum subsystems
本文给出了刻画和构造无限维线性开放量子系统无退相干(DF)子系统的一般理论。其主要思想是,基于海森堡的动态图像,而不是通常采取的薛定谔图片,在控制理论中的可控性和可观性的概念来描述DF子系统。一个特别有用的结果是一个一般的当且仅当条件的线性系统有一个DF组件;这个条件是用来演示如何实际上构建一个DF动力学在一些特定的例子。它还表明,在有限维的情况下,我们能够做相干操作和保存的DF子系统的状态。
2014-03-25 quant-ph
Decoherence of a quantum gyroscope
我们研究了量子陀螺仪的行为,即一个量子系统,它在空间中挑出一个方向,以测量入射粒子的某些性质,如它们的自旋方向。我们表明,重复海森堡相互作用的陀螺仪与几个传入的自旋1/2粒子提供了一个简单的模型,表现出弛豫和退相的退相干。在半经典极限下,我们导出了相干态演化的运动方程,并研究了相干态叠加态的演化。虽然相干态在陀螺仪的角动量与入射粒子的角动量的经典比率所给出的时间尺度上演化,但移相作用于更短的时间尺度上,仅取决于叠加中状态的角差。
2011-06-29 quant-ph