Discrepancies between decoherence and the Loschmidt echo
洛什基回波和纯度是两个可以提供有关量子系统演化的宝贵信息的量。虽然Loschirm回波表征了不稳定性和对扰动的敏感性,但纯度测量了与系统耦合的环境产生的相干性损失。对于经典的混沌系统,这两个量都显示了一些--据说是普遍的--机制,可以导致将它们视为等效量。我们研究了衰减的Loschirk回声和纯度的系统与有限维希尔伯特空间和目前的数值证据,它们之间的一些根本性的差异。
2010-03-29 nlin.CD quant-ph
Quantum decoherence due to imperfect manipulation of quantum devices is a key issue in the noisy intermediate-scale quantum (NISQ) era. Standard analyses in quantum information and quantum computation use error rates to parameterize quantum noise channels. However, there is no explicit relation between the decoherence effect induced by a noise channel and its error rate. In this work, we propose to characterize the decoherence effect of a noise channel by the physical implementability of its inverse, which is a universal parameter quantifying the difficulty to simulate the noise inverse with a…
2023-01-04 quant-ph
Two interacting atoms in a cavity: exact solutions, entanglement and decoherence
我们解决了两个不同种类的原子在一个腔中相互作用的问题,并找到了相应的本征值和本征函数的显式解使用一个新的不变量。该模型包含各种常用模型。作为例子,我们获得了封闭的表达式并发和纯度作为时间的函数的情况下,腔是准备在一个数的状态。我们讨论了这些量和的行为以及它们在并发纯平面上的相对行为。
2010-04-23 quant-ph
Decoherence and Entanglement Dynamics in Fluctuating Fields
我们研究了涨落场作用下双量子比特的纯相位阻尼。如经常采用的,因此根据随机酉(RU)动力学来描述退相干,即,酉变换的凸混合。基于分离的动力学平均哈密顿量和噪声通道,我们能够分析确定的纠缠和纯度的演变。这使我们能够在并发纯度(CP)图的动态特征:我们发现,RU相位阻尼动态设置在CP平面上的可访问区域的限制。我们发现,初始状态和动力学有助于最终纠缠独立。
2010-12-21 quant-ph
Exact results on decoherence and entanglement in a system of N driven atoms and a dissipative cavity mode
本文研究了N个受强驱动的二能级原子与耗散腔模共振耦合的开放量子系统的动力学问题。给出了退相干、纠缠、纯度、原子关联和腔场平均光子数的解析结果。我们预测了整个系统和N量子比特子系统的无消相干子空间,通过原子布居数测量监测量子相干性和纯度衰减,有条件地产生原子多体纠缠态和腔猫态.我们发现,在任何两个组件的置换下不变的状态下准备的原子的动力学仍然限制在由完全对称的Dicke状态所跨越的子空间内。我们讨论了N= 3,4情况下的例子和应用。
2008-07-15 quant-ph
Engineering of Quantum State by Time-Dependent Decoherence-Free Subspaces
将含时无消相干子空间理论应用于马尔可夫开放量子系统,提出了一种新的量子态工程方案。通过量化量子态的纯度,我们验证了通过我们的方法设计的量子态工程过程在任何总的工程时间内是完全幺正的。即使对开放量子系统的控制并不完美,渐近纯度仍然是鲁棒的。由于该方案具有完全抗退相干的能力,且在工程时间上没有限制,因此适合于多任务量子态工程。因此,该方案不仅有利于实验上实现量子态工程方案,而且有助于我们在现实中建立量子模拟和量子信息设备。
2015-02-27 quant-ph
A random matrix theory of decoherence
随机矩阵理论被用来表示耦合到量子混沌环境的固定中心系统的相干性的一般损失,由随机矩阵系综表示,通过随机相互作用。我们研究的平均密度矩阵所产生的合奏诱导,在以前的研究中,纯度,并发,和熵的平均值被认为是相反的,我们进一步讨论时,一个或另一个方法是相关的。这两种方法在大环境的限制下是一致的。在线性响应近似下给出了平均密度矩阵及其纯度的解析结果。双量子比特系统进行了分析,主要是数值,更详细。
2008-07-30 quant-ph
Decoherence of spin echoes
我们定义了一个量,即所谓的纯度保真度,它测量由于退相干而导致的动力学不可逆性的速率,例如在回波实验中观察到的,在总(系统+环境)哈密顿量存在任意小扰动的情况下。我们推导出一个线性响应公式的纯度保真度的积分时间关联函数的扰动。我们的关系预测,类似于保真度衰减的情况下,更快的衰减纯度保真度的时间相关性的衰减较慢。特别是,我们发现在量子混合制度和更快的指数衰减,最初的二次和后来的非遍历,例如可积量子动力学制度的典型高斯衰减。我们说明了我们的方法的分析计算和数值实验中的伊辛自旋1/2链踢倾斜均匀磁场链的一部分被解释为一个系统下观察和部分作为一个环境。
2002-01-21 cond-mat.stat-mech nlin.CD quant-ph
Reduced purities as measures of decoherence in many-electron systems
本文提出了一种基于纯度和约化电子密度矩阵层次的多电子系统退相干测度体系。当多体电子密度矩阵未知并且只有关于电子子系统的简化信息可用时,这些简化的纯度可用于表征常见情况下的电子退相干。从约化电子量定义,约化纯度的解释比通常的(多体)纯度更复杂。这是因为作为约化纯度测量的基础的$r$ -体约化电子密度矩阵的非幂等性可由于退相干或由于电子相关性而出现。为了指导解释,显式表达式提供了一个一般的电子状态的单体和两体约化纯度。使用它们,信息内容和结构的单体和两体约化纯度的建立,和限制的变化,退相干可以诱导阐明。通过分析模型分子系统中的电子退相干动力学,举例说明了减少纯度的实际用途,以了解在多电子系统中的退相干动力学。
2013-09-04 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph physics.optics
Spin entanglement, decoherence and Bohm's EPR paradox
我们得到了自旋纠缠粒子的纠缠判据和EPR佯谬,并分析了吸收和态纯度误差对退相干的影响。对于两个量子比特的光子态,纠缠可以发生在所有的传输效率。在这种情况下,所述制备纯度必须高于阈值。然而,玻姆的自旋EPR悖论只能在临界损耗水平以上实现。我们计算出所需的效率为58%,这似乎可以用当前的量子光学技术实现。对于宏观数量的关联态粒子,自旋纠缠和EPR佯谬可以分别用我们的效率η > 1/3和η > 2/3的判据来证明。这表明在超冷原子或光子的宏观系统中,对损耗退相干的不敏感性令人惊讶。
2010-09-06 quant-ph
Decoherence of two qubit systems: A random matrix description
研究了两个非相互作用量子比特的退相干。环境及其与量子比特的相互作用由随机矩阵建模。在线性响应近似中计算以纯度测量的退相干。蒙特卡罗模拟说明了这种近似和它的指数扩展的有效性。到目前为止的结果也被用来研究一个量子比特的退相干。纠缠态和产物态的纯度衰减在性质上是相似的,尽管后者的衰减较慢。以Bell对为初始态的数值研究揭示了其退相干与内部纠缠衰减之间的一一对应关系。对于强耦合和中等耦合的环境,这种对应关系与沃纳态一致。在大环境的限制下,演化在两个量子比特中引入了一个单位通道,为上述关系提供了部分解释。
2007-02-15 cond-mat.stat-mech quant-ph
When subjected to a classical fluctuating field characterized by a Gaussian process, we examine the {purity} and coherence protection in a three-level quantum system. This symmetry of the three-level system is examined when the local random field is investigated further in the noiseless and noisy regimes. In~particular, we consider fractional Gaussian, Gaussian, Ornstein--Uhlenbeck, and~power law noisy regimes. We show that the destructive nature of the Ornstein--Uhlenbeck noise toward the symmetry of the qutrit to preserve encoded {purity and coherence} remains large. Our findings suggest tha…
2022-11-29 quant-ph
Minimum decoherence cat-like states in Gaussian noisy channels
通过考虑相干态和压缩相干态耦合到任意压缩浴中的叠加态,研究了类猫态在一般高斯噪声信道中的演化。相空间动力学求解和退相干研究保持跟踪的发展状态的纯度。的状态和信道参数的选择对纯度的影响进行了讨论,并确定最佳的工作制度,使退相干率最小化。特别地,我们表明,压缩浴,以保护非压缩猫态的退相干是等效的正交压缩初始猫态,而让浴是相位不敏感的。
2003-10-25 cond-mat hep-th physics.optics
Gaussian enveloped decoherence of the atomic states in quantum cavity
我们重新讨论了初始场为相干态的共振Jaynes-Cummings模型中原子态的退相干。我们发现,原子的纯度表现出振荡高斯依赖于时间的宽度独立的初始原子状态。当原子与相干态相位匹配时,原子的退相干是高斯时间依赖的。
2012-03-16 quant-ph
One, Two, and $n$ Qubit Decoherence
我们研究了一个、两个和$n$非相互作用量子比特的退相干。退相干,纯度方面的测量,计算线性响应近似,利用旁观者配置。环境及其与量子比特的相互作用由随机矩阵建模。对于两个量子比特,数值研究揭示了它的退相干和它的内部纠缠衰减之间的简单的一一对应关系。利用这个关系式,我们能够给出一个并发衰减的公式。对于大环境,演化在两个量子比特中诱导了一个单位通道,为上述关系提供了部分解释。利用被踢伊辛自旋网络,我们研究了两个非相互作用量子比特在自旋浴存在下的精确演化。我们发现两个量子比特的纠缠度(用并发度来衡量)与量子对的纯度有密切的关系,并且严格遵循Werner态的解析关系。作为一个附带的结果,我们发现,一个可积的环境导致二次衰减的并发性以及纯度,而混乱的环境导致线性衰减。这两个量在某些可积环境中都显示递归性。与随机矩阵理论的结果吻合较好。最后,我们分析了在没有非局域操作的情况下量子寄存器的退相干。这个问题是解决的总和规则,这意味着在量子位数的线性缩放。每一项都涉及一个量子比特及其与其余量子比特的纠缠。两个条件是必不可少的:退相干必须很小,不同量子比特的耦合在相互作用图中必须是不相关的。我们将结果应用于随机矩阵模型,并说明其达到考虑GHZ态耦合到一个自旋浴。
2007-11-29 quant-ph
Quantum state of interacting primordial inhomogeneities: de-squeezing and decoherence
本文研究了相互作用对原初扰动量子态的影响,发现相互作用导致纯度和压缩参数降低,并抑制量子相关性,强调不能仅通过纯度变化判断相关性性质。
2025-12-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Generation of entanglement in regular systems
我们研究了由两个子系统之间的耦合引起的、以纯度(或线性熵)为特征的二体量子系统中纠缠的动力学产生。对于非耦合系统的可积经典动力学和局域(一般高斯波包)初态,导出了纯度衰减的显式半经典理论。纯度的衰减是时间乘以微扰强度的代数函数,与普朗克常数无关。
2004-10-01 nlin.SI quant-ph
Noise sources are ubiquitous in Nature and give rise to a description of quantum systems in terms of stochastic Hamiltonians. Decoherence dominates the noise-averaged dynamics and leads to dephasing and the decay of coherences in the eigenbasis of the fluctuating operator. For energy-diffusion processes stemming from fluctuations of the system Hamiltonian the characteristic decoherence time is shown to be proportional to the heat capacity. We analyze the decoherence dynamics of entangled CFTs and characterize the dynamics of the purity, and logarithmic negativity, that are shown to decay monot…
2020-01-29 cond-mat.stat-mech hep-th quant-ph
Decoherence of number states in phase-sensitive reservoirs
解析求解了一般高斯环境中初态的非幺正演化。通过明确地确定在任何时候的状态的纯度来量化通道中的退相干。讨论了熔池的压缩效应对退相干的影响。数态相干叠加的行为也被解决。
2003-12-16 cond-mat quant-ph
A Bell pair in a generic random matrix environment
两个非相互作用的量子位耦合到环境。耦合和环境都用随机矩阵集合表示。虽然我们也考虑任意的纯态,但该对的初始态是贝尔态。退相干的对分析评价的纯度方面,蒙特卡罗计算证实了这些结果,也产生并发的对。电子对中的纠缠加速了退相干。数值显示了维尔纳态的并发度和纯度之间的关系,使我们能够给出并发度衰减的公式。
2006-05-18 quant-ph
Dynamical Evolution of Quantum Correlations and Decoherence in Coupled Oscillators Interacting with a Thermal Reservoir
Griffith University(格里菲斯大学);Shahid Chamran University of Ahvaz(阿瓦士沙希德·恰姆兰大学);National Institute of Physics and Nuclear Engineering(国家物理与核工程研究所)
研究两个非对称谐振子开放量子系统中量子纠缠、量子散度和纯度的动力学演化,分析 squeezing 参数、非对称参数、耦合常数、耗散率和温度对量子关联和纯度的影响,发现量子散度比纠缠更具韧性。
2026-03-24 quant-ph
Quantum energy decays and decoherence in discrete baths
研究了离散浴模型中系统粒子的量子平均能量衰减和纯度衰减随组分数的变化。系统粒子受到两种不同的物理情况:谐振子(HO)和莫尔斯势。环境(浴)由{ \it有限}数量N的非耦合HO组成,表征结构化浴,其在极限$N\to\infty$中被假定为具有欧姆、亚欧姆或超欧姆谱密度。对于非常低的N值,平均能量和纯度在时间上保持恒定,但在中间值(10<N<20)开始衰减,其中观察到两个不同的时间区域:相对较短时间的两个指数衰减和较大时间的幂律衰减。在这个间隔N退相干发生短时间和非马尔可夫动力学预计较大的时间。当$N$增加时,能量和相干性衰减非常快,并且预期会发生马尔可夫动力学。波包动力学用于确定系统势内粒子的演化。
2011-11-01 quant-ph
Purity sieve for models with factorizable interactions
研究了开放系统与环境之间可因子化相互作用下纯度的演化。我们推导出一个简单的表达式,表示在进化的第一时刻(当纯度接近统一时)纯度下降。我们发现,纯度在很小的时候是最大的,当一个开放系统的初始状态与相互作用算子的本征态之一,无论多么弱的相互作用。另一方面,众所周知,一般来说,相互作用的本征态不是指针态。因此,通过纯度最大化(称为“纯度筛选”)选择指针状态的过程不应依赖于短时纯度行为。我们提出了一个修改的纯度筛标准,大约考虑到纯度演变在较长的时间。作为其适用性的一个例子,我们恢复已知的结果进行量子布朗运动的粒子的指针状态,我们指出,该标准是不适用于其他一些模型,但是。有人认为,建议修改后的纯度筛可以用于选择通过碰撞退相干的粒子的指针状态。
2009-02-18 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
A Breakdown Case Study of the Lindblad Approach via Entanglement and Purity
Università di Salerno, and INFN — Gruppo Collegato di Salerno(萨莱诺大学,意大利国家核物理研究所萨莱诺协作组);University of Camerino(卡梅里诺大学);Institut Ruđer Bošković(鲁德·博什科维奇研究所)
研究林德布拉德主方程在再现微观多体模型简化演化中的局限性,发现其无法描述短时高斯退相干和中间时标慢速高斯衰减,仅能产生指数衰减。
2026-06-08 cond-mat.quant-gas hep-th quant-ph
Observing and Verifying the Quantum Trajectory of a Mechanical Resonator
连续弱测量允许在状态空间中局域化开放量子系统,并追踪它们随时间演化的量子轨迹。有效的量子测量方案先前已经能够记录微波光子和量子比特状态的量子轨迹。我们将这些概念应用于宏观机械谐振器,并遵循其运动状态的量子轨迹条件下的连续光学测量记录。从热混合物开始,我们最终获得了78%纯度的相干态-与占据0.14的位移热态相当。我们引入了一个回溯测量协议,直接验证沿轨迹的状态纯度,并进一步观察状态崩溃和退相干。这为基于测量的高级量子态的创造和引力退相干模型的潜在测试打开了大门。
2018-12-03 quant-ph
Decoherence and the Loschmidt echo
环境引起的退相干引起熵增加。它可以使用,例如,纯度$ς={\rm Tr}ρ^2$。当量子系统的哈密顿量受到扰动时,它对这种扰动的灵敏度可以通过洛施图回波$\bar M(t)$来测量。它由微扰态和未微扰态之间的平均平方重叠给出。我们描述了$ς(t)$和$\bar M(t)$的时间行为之间的关系。通过这种方式,我们表明,可以使用在退相干的研究中开发的工具来分析的Loschillo回波的衰减。特别是,对于具有经典混沌Hamilton的系统,$ς$和$\bar M$的衰减具有由经典李雅普诺夫指数主导的机制
2003-06-20 nlin.CD quant-ph
How to detect a possible correlation from the information of a sub-system in quantum mechanical systems
研究了仅从一个子系统的信息来检测两个量子力学系统之间关联的可能性。对于一般情况,我们证明了如果约化纯度的时间导数不为零,则两个量子系统之间存在关联。因此,如果实验者发现约化纯度的时间导数不为零,他/她就可以得出他/她的系统与某些环境之间的非零相关性。还给出了相对于相关性的减少的纯度的时间导数的定量估计。这阐明了关联在开放量子系统退相干机制中的作用。
2007-05-29 quant-ph
Recoherence, adiabaticity, and Markovianity in Gaussian maps
研究两个线性耦合谐振子系统中再相干、绝热性与马尔可夫性的关系,发现退相干是非微扰且非绝热的,并引入Bures速度度量马尔可夫性以优化近似。
2025-10-23 astro-ph.CO gr-qc quant-ph
Mixing-time and large-decoherence in continuous-time quantum walks on one-dimension regular networks
本文研究了一维正则网络上连续时间量子行走的混合和大退相干,其中正则网络是通过将每个节点连接到它的$2l$最近邻居(两侧的$l$)而构造的.在我们的研究中,网络的节点表示为一组相同的隧道耦合量子点,其中的退相干是由附近的点接触探测器连续监测每个量子点引起的。为了描述退相干CTQW,我们使用Gurvitz模型,然后计算概率分布和瞬时和平均混合时间的界限。我们发现混合时间与退相干率成线性关系。此外,在循环网络中增加链接,在出现大的退相干时,减少了混合时间。
2012-04-05 quant-ph
The effect of decoherence on mixing time in continuous-time quantum walks on one-dimension regular networks
本文研究了一维正则网络上连续时间量子行走中的退相干。为此,我们假设每个节点由一个量子点表示,该量子点由一个单独的点接触(Gurvitz模型)连续监测。这种测量过程会引起退相干。在距离参数为$l\geq 2$的一维规则网络上,我们研究了小的退相干率,得到了CTQW的混合时间界。结果表明,混合时间与退相干速率成反比,这与\cite{FST,VKR}中循环的上述结果一致。此外,在\cite{SSRR}中,对于长程相互作用循环也提供了相同的结果。此外,我们发现这个数量是独立的距离参数$l(l\geq 2)$和小的值的消相干短的混合时间在这些网络。
2009-11-25 quant-ph
Quantum state transfer on distance regular spin networks with intrinsic decoherence
将距离正则图看作自旋网络,研究了这类网络的状态转移保真度。利用Milburn的内禀退相干[G. J. Milburn,Phys.Rev.A44,5401(1991)]。我们考虑一种特殊类型的自旋哈密顿量,它是Christandl等人[Phys.Rev.A71,032312(2005)]的自旋哈密顿量的扩展版本。结果表明,退相干破坏完美的通信信道。使用Jafarizadeh和Sufiani [Phys. Rev. A 77,022315(2008)]导出的最佳耦合强度,我们表明环境对通信信道的破坏性影响随着退相干速率的增加而增加,但是状态转移保真度随着时间接近无穷大而达到稳定值,这与退相干速率无关。此外,它表明,对于一个给定的退相干率,通过增加发送器和接收器之间的距离的传输保真度下降。
2017-01-03 quant-ph
Controlled decoherence in a quantum Lévy kicked rotator
我们开发了一个理论,描述量子踢旋转器的动力学(模拟冷原子在脉冲光场),受到更新过程(作为一个工程水库)产生的组合振幅和定时噪声。对于等待时间分布的可变指数(Lévy噪声),我们证明了存在一个制度的非指数损失的相位相干性。在这个政权中,动量动力学是subdiffusive,这也体现在一个非高斯限制分布和分数幂律衰减的参与率的倒数。纯度最初以拉伸指数衰减,随后是具有不同指数的两个幂律衰减区域。保真度的平均对数探测更新过程的散布分布。这些分析结果证实了数值计算的量子踢旋转受到噪声事件产生的Yule-Simon分布。
2008-01-29 quant-ph
Observing bulk diamond spin coherence in high-purity nanodiamonds
金刚石中的氮空位中心(NVs)是跨量子信息科学和纳米磁性和温度测量的研究热点。虽然超纯块状金刚石纳米粒子在光学可达自旋中维持最长的自旋相干时间,但纳米金刚石纳米粒子显示出持续较差的自旋相干性。在这里,我们介绍了高纯度纳米金刚石容纳记录长的NV相干时间,>60 us,通过通用动态去耦观察。我们发现,退相干的主要贡献来自附近的氮杂质,而不是表面状态。我们保护NV自旋自由进动,直流磁力测量所必需的,通过驱动这些杂质到运动窄化制度。这将NV自由感应衰减时间从440 ns(比Ib型块状金刚石长)延长到1.27 us(与IIa型(无杂质)金刚石相当)。这些特性允许在基于金刚石的紧急量子技术中同时利用高灵敏度和纳米分辨率。
2013-10-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
Effects of initial coherence on distinguishability of pure/mixed states and chiral stability in an open chiral system
我们研究如何在开放的手征系统中的初始相干性的影响,纯与混合状态和纯度衰减的可扩展性。系统与环境之间的相互作用是由一个连续的位置测量和两个层次的近似采取的系统。由此产生的分析解决方案,探讨了各种参数,强调在确定的纯度衰减和纯与混合初始状态的时间演化的差异的系统和退相速率的初始相干性的相互作用。%的可重复性和退相干过程。几个基本问题的结果的影响。
2010-06-14 quant-ph
Controlled dynamics of qubits in the presence of decoherence
研究了含时磁场作用下单量子比特态和双量子比特态与自旋池相互作用系统的退相干问题。磁场沿$\hat{z}$方向是静态的,在横向平面内是振荡的。结果表明,单个量子位自旋态之间的跃迁几率和拉比振荡依赖于量子池的大小、量子位-量子池耦合的分布以及量子池的初始极化.与短时间内的快速高斯衰减相反,量子比特的偏振在长时间内表现出振荡的幂律衰减。对于最大纠缠的两量子比特态,可以通过调节旋转场的频率来控制纠缠的损失。当量子比特之间没有相互作用时,所有Bell态的纠缠度和纯度的衰减率是相同的,而当它们相互作用时,纠缠度和纯度的衰减率是不同的。
2007-06-19 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum Decoherence with Holography
量子退相干是由于系统与周围环境的相互作用而导致的系统纯度的损失。通过AdS/CFT对应,我们研究了强耦合环境下系统的退相干性。在Feynman-Vernon形式主义中,我们通过将影响泛函与Schwinger-Keldysh传播子的生成函数相关联来全息地计算影响泛函,从而获得系统的密度矩阵的动力学.我们给出了两个精确可解的例子:(1)BTZ黑洞中的直弦和(2)AdS $_5$中的标量探针。我们准备一个初始状态,模仿薛定谔的猫,并确定不同阶段的退相干过程中使用的时间标度行为的雷尼熵。我们还将退相干与局域量子猝灭联系起来,并通过比较Wigner函数和Rényi熵的时间演化行为,证明了局域量子激发的弛豫导致其波函数的坍缩.
2014-10-21 cond-mat.str-el hep-th quant-ph
Decoherence rate in random Lindblad dynamics
本文研究由随机 Lindblad 算符支配的开放混沌量子系统的退相干速率,发现其上限由 Hilbert 空间维度决定且与系综对称性无关,并揭示此类系统普遍表现出最快退相干。
2024-06-07 cond-mat.stat-mech hep-th quant-ph
Temperature crossover of decoherence rates in chaotic and regular bath dynamics
研究了在恒温碰撞浴中双原子分子振动自由度的混沌浴动力学对量子系统退相干的影响。作为一个例子,在液体氙中的I $_2$的具体情况下,作为温度的函数进行检查,并与可积氙浴的结果进行比较。一个交叉的行为被发现:可积浴诱导更多的退相干在低浴温度比混乱浴,而相反的情况下,在较高的浴温度。这些结果验证了Wilkie的一个猜想,阐明了混沌动力学对系统退相干影响的不同观点。
2012-04-03 physics.chem-ph physics.comp-ph quant-ph
Tracking Quantum Dynamics in an Optical Cavity for Recovering Purity and Squeezing via Quantum State Smoothing
本研究利用光学参量振荡器构建观测与未观测通道,实验验证非因果量子态平滑方法可更好恢复量子系统纯度与压缩,为含后处理的量子信息应用提供技术支撑。
2025-09-05 quant-ph
Decoherence induced by a chaotic environment: A quantum walker with a complex coin
我们研究了混沌环境和规则环境下的退相干过程之间的差异。为此,我们分析了一个家庭的简单模型,其中包含定期和混乱的环境。在所有情况下,感兴趣的系统都是“量子步行者”,即可以在具有有限数量站点的晶格上移动的量子粒子。步行者与具有D维希尔伯特空间的环境交互。我们得到的结果表明,规则和混沌环境是不能区分彼此在一个(短)时间尺度t*,其尺度与环境的维数为t*~log(D)。然而,混沌环境在指数级更长的时间尺度上仍然有效,而常规环境往往更快达到饱和。我们提出了支持这一结论的数值和分析结果。我们考虑的混沌演化家族包括所谓的量子多面包师映射作为一种特殊情况。
2005-10-05 quant-ph
Probing of quantum dissipative chaos by purity
本文将量子态的纯度应用于混沌耗散动力学的研究。为了实现这一目标,从激发数和振荡态纯度的角度对非线性耗散振子(NDO)的规则态和混沌态进行了比较分析。在我们的半经典方法中,混沌区域是通过Poincaré截面上的奇异吸引子和李雅普诺夫指数来识别的,而量子区域中的状态是通过Wigner函数来处理的。具体地说,有趣的量子纯度效应,伴随着混沌动力学在本文中阐明的NDO系统驱动的:(i)一个时间调制的字段,或(ii)一系列的脉冲与高斯时间相关的包络。
2013-09-06 cond-mat.supr-con quant-ph
Study of decoherence of entangled states made up of two basic states in a linear chain of three qubits
利用Lindblad方法研究了量子系统的退相干,研究了由三个量子比特组成的量子链的两个基本态构成的纠缠态的退相干和衰变。我们期待在这些国家的一个可能的定期依赖于他们的衰变作为一个功能的基本状态之间的能量分离在不同类型的环境。我们没有发现定期或显着依赖于这种能量分离的类型的环境考虑。
2015-03-11 cs.IT math.IT quant-ph
On reduction of the wave-packet, decoherence, irreversibility and the second law of thermodynamics
我们证明了量子版本的热力学第二定律:(量子)玻尔兹曼熵增加,如果初始(零时间)密度矩阵decoheres,在自然界中普遍满足的条件。它说明了一个模型的波包减少,科尔曼-赫普模型,沿框架介绍了休厄尔在他的方法的量子测量的问题。进一步的模型说明了量子玻尔兹曼熵在时间上的单调与非单调行为。作为最后一个密切相关的主题,退相干,这是由Narnhofer和Thirring的情况下,量子K系统的情况下,加强宏观纯度,分析在不同类别的量子混沌系统,即量子Anosov模型定义的Emch,Narnhofer,Sewell和Thirring。回顾量子玻尔兹曼熵的概念,以及一些严格的方法,量子测量问题的薛定谔动力学的框架内,给出了一个概述的C* 代数方法,其中包括相关的概念和定义在一个全面的方式。
2014-03-18 math-ph math.MP quant-ph
Non-Markovian Decoherence Times in Finite-Memory Environments
SVNIT, Surat(SVNIT苏拉特)
本文提出了一种基于环境相关函数的非局部退相干功能,揭示了有限记忆环境中退相干时间与环境相关时间平方根的关系,并通过多种环境模型验证了非马尔可夫动力学的解析解。
2026-01-24 cond-mat.stat-mech quant-ph
Indirect decoherence in optical lattices and cold gases
两个能级原子与一个共同的热浴的相互作用导致原子之间的有效相互作用,使得随着时间的推移,原子的内部度变得相关甚至纠缠。如果部分原子保持未被观察到,则这在由于与热浴的相互作用而导致的直接退相干之上为所选原子产生额外的间接退相干。我表明,间接退相干可以大大增加,甚至占主导地位的退相干足够大的时间。我调查间接退相干通过热黑体辐射定量的原子被困在定期的位置在光晶格以及原子在随机位置在冷气体中,并显示如何间接相干可以控制,甚至通过实验可访问的参数抑制。
2006-05-31 quant-ph
Fidelity and Purity Decay in Weakly Coupled Composite Systems
研究了复合系统(例如:中心系统+环境)的幺正量子动力学关于两部分之间弱相互作用的稳定性。统一的理论形式主义适用于研究不同的物理情况:(i)的一致性的前向演化的纯度的约化密度矩阵,(ii)稳定性的时间演化相对于子系统之间的小耦合,和(iii)Loschirton回声测量动力学不可逆性。稳定性可以通过复合系统纯态的保真度来测量,也可以通过子系统内约化密度矩阵的所谓约化保真度来测量。本文证明了保真度、约化保真度和纯度之间的严格不等式,并建立了用相互作用发生器的时间关联函数表示这三个量的线性响应理论。定性不同的情况下,定期(可积)或混合(混沌在经典极限)的动态在每个子系统中进行了详细讨论。理论结果表明,并证实了在两个耦合踢的顶部的数值例子。
2002-09-26 nlin.CD quant-ph
Entanglement, decoherence and thermal relaxation in exactly solvable models
精确可解的模型提供了一个机会来详细研究约化量子动力学的不同方面。我们考虑有限XX和XY自旋1/2链中单个自旋的约化动力学。首先,我们介绍了一个一般表达式描述的约化密度矩阵的演变。当组合的封闭系统(即开放系统加环境)可积时,该表达式被证明是易于处理的。然后,我们重点比较XX链中的退相干和热化时间尺度。我们发现,对于一个单一的自旋,这些时间尺度是可比的,相比之下,应该预期的宏观机构。这表明,一个系统的量子弛豫过程中,很少可达到的状态不能分为两个不同的阶段-退相干和热化。最后,我们转向有限尺寸效应的时间演化的一个单一的自旋在XY链。我们观察到三个连续的进化阶段:规则的进化,部分复兴,不规则(显然是混乱的)进化。规则阶段的持续时间与链中的旋转次数成比例。我们观察到一个“平静和寒冷的时期”在正常阶段的结束,突然打破了在某个阈值的时间。
2011-01-13 cond-mat.stat-mech quant-ph
Estimating the decoherence time using non-commutative Functional Inequalities
将本原量子马氏半群的非交换Poincaré不等式和修正的log-Sobolev不等式推广到不一定本原量子马氏半群。这两个不等式提供了演化的退相干时间的估计。更准确地说,我们专注于一个代数定义的环境引起的退相干在开放量子系统,这恰好是通用的有限维系统,并描述了任何QMS的渐近行为。在我们的分析中的一个重要工具是显式结构的消相干自由代数产生的QMS,被动量子纠错计划的研究中的一个中心对象。庞加莱常数对应的QMS,这意味着它的积极性的频谱间隙,而我们证明,修改后的log-Sobolev常数是积极的$\mathbb L_1$ -正则性的狄利克雷形式,一个条件,也出现在原始的情况下。我们进一步证明了强$\mathbb L_p$ -正则性对于满足$p\geq1$的细致平衡条件的QMS成立.后一个条件包括所有已知的情况下,这种强规律性得到证明。最后,为了强调本研究与经典情况相比的数学兴趣,我们关注两个真正的量子场景,一个展示量子相干性,另一个是量子相关性。
2017-10-03 math-ph math.FA math.MP
Stability of Quantum Dynamics
研究了量子系统对哈密顿量扰动的稳定性。这种稳定性通过保真度来量化。保真度的初始状态以及系统的动力学性质的依赖性被认为是。特别是,系统具有混沌或定期的经典极限进行了分析。保真度衰减速率由扰动的关联函数的积分给出,因此关联函数衰减越快,保真度衰减速率越小。如果微扰可以写成另一个算子的时间导数,意味着时间平均的微扰消失,保真度冻结在一个恒定的值,只有在很长一段时间后才开始衰减,与微扰强度成反比。在复合系统中,纠缠对哈密顿量扰动的稳定性从纯度的角度进行了分析。对于正规系统的纯度衰减被证明是独立的普朗克常数的相干初始状态的半经典极限。宏观叠加的加速退相干也得到了解释。将保真度衰减理论应用于量子计算的稳定性,设计了一种改进的量子傅里叶变换算法。
2004-06-17 nlin.CD quant-ph