Polarization-Entanglement Dynamics in Optical Fibers: Mitigating Decay in the Non-Markovian Regime with Dynamical Decoupling
本文研究了光纤折射率波动导致的偏振纠缠衰减，利用 spin-boson 模型和 HEOM 方法分析其马尔可夫与非马尔可夫动力学，并提出通过间隔半波片实现 Carr-Purcell-Meiboom-Gill 和 Uhrig 动力学解耦方案，有效降低纠缠衰减率。
2024-09-27 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
Asymptotic Properties for Markovian Dynamics in Quantum Theory and General Probabilistic Theories
我们在马尔可夫量子动力学的背景下解决渐近解耦。渐近退耦（英语：Asymptotic decoupling）是二分量子系统的一个渐近性质，它认为两个量子系统之间的相关性在足够长的时间后被打破。本文的第一个目标是证明渐近解耦等价于局域混合，局域混合断言至少在一个量子系统上收敛到唯一的定态。在马尔可夫动力学的研究中，混合性和遍历性分别是保证系统收敛和长时间平均收敛的基本性质。本文的第二个目标是证明动力学的混合等价于动力学的二重张量积的遍历性。这个等价性给了我们一个混合的准则，它是一个线性方程组。本文的所有结果都是在一般概率论的框架下证明的，但我们也在量子理论中对它们进行了总结。
2019-06-28 quant-ph
Quantum speed-up of multiqubit open system via dynamical decoupling pulses
提出了一种利用动态退耦脉冲（DDP）加速多量子比特开放系统动力学演化的方法。研究发现，这种加速演化在弱耦合区和强耦合区都可以实现。加速演化背后的物理机制被解释为库的非马尔可夫性和量子比特的激发态布居的共同作用的结果。结果表明，非马尔可夫性和激发态布居都可以通过DDP来控制，从而实现量子加速。
2015-08-19 quant-ph
Noise-Adaptive Predictive Dynamical Decoupling
Sharjah Maritime Academy（沙迦海事学院）；Indian Institute of Technology Jodhpur（印度理工学院乔德普尔分校）；University of the Basque Country UPV/EHU（巴斯克大学）；IKERBASQUE, Basque Foundation for Science（伊卡巴萨奎，巴斯克科学基金会）；EHU Quantum Center（EHU量子中心）
提出一种结合机器学习预测的噪声自适应动力学去耦框架，通过预测短时相干演化并自适应施加控制脉冲，在非马尔可夫和非平稳噪声环境下显著优于传统周期去耦协议。
2026-06-16 quant-ph
Entanglement dynamics of multi-fluxonium-qubits under Non-Markovian TLS noise
College of physics, Hangzhou Dianzi University（杭州电子科技大学物理学院）；Shanxi University（山西大学）；Zhejiang Key Laboratory of Quantum State Control and Optical Field Manipulation, Hangzhou Dianzi University（杭州电子科技大学量子态调控与光场操纵浙江省重点实验室）
本文提出了一种针对非马尔可夫TLS噪声的动态去耦协议，通过优化脉冲位置以提高纠缠门保真度。
2025-12-31 quant-ph
Quantum Speed Limit Time in two-qubit system by Dynamical Decoupling Method
本文研究两量子比特系统在退相干下通过周期动力学解耦方法工程化量子速度极限与量子关联，发现对双比特施加脉冲可完全消除退相干，并实现超高速量子过程加速，利于高速量子门实现。
2024-11-07 quant-ph
Heisenberg-limited metrology in the presence of non-Markovian noise with finite control rates
Center for Quantum Information and Control, University of New Mexico（新墨西哥大学量子信息与控制中心）；Department of Physics and Astronomy, University of New Mexico（新墨西哥大学物理与天文学系）
研究在有限控制速率非马尔可夫噪声下的海森堡极限计量学，通过建立与量子芝诺效应联系并扩展到无限维环境，划分三种构造类型，分析其性能，发现动态解耦协议在特定情况下有优势，数值模拟显示其改进作用可能超出微扰设置。
2026-07-15 quant-ph
Extracting Quantum Dynamical Resources: Consumption of Non-Markovianity for Noise Reduction
本文利用资源理论方法证明非马尔可夫性是dynamical decoupling等噪声抑制协议的关键资源，并提出两种识别最优脉冲序列的方法，将噪声抑制时间尺度延长至少两个数量级，且易于在现有量子设备上实现。
2021-10-06 quant-ph
Observation of Non-Markovianity at Room Temperature by Prolonging Entanglement in Solids
量子演化的非马尔可夫动力学在开放量子系统中起着重要的作用。然而，如何量化非马尔可夫行为以及从非马尔可夫性中可以得到什么仍然是一个悬而未决的问题，特别是在复杂的固体系统中。在这里，我们解决的问题，量化非马尔可夫纠缠在一个真正的嘈杂的固态系统在室温下。我们观察到纠缠量子演化的非马尔可夫性。通过动力学退耦延长纠缠，可以揭示环境中隐藏的非马尔可夫性，获得详细的环境信息。该方法可望在量子精密测量和量子信息科学中得到应用。
2018-01-15 quant-ph
Stochastic decoupling approach to the quantum dissipative dynamics: Perturbative and non-perturbative treatments
我们发展了一种分层泛函导数方法，在随机解耦描述的框架内研究量子耗散系统的约化动力学。只保留最低阶截断的分级泛函导数，可以恢复二阶Nakajima-Zwanzig量子主方程。考虑到高阶修正，我们的方法可以实现为一个高效的数值方案，为一般的量子耗散系统超越通常的马尔可夫，行波，弱耦合近似。
2018-08-07 quant-ph
Experimental emulation of quantum non-Markovian dynamics and coherence protection in the presence of information backflow
我们实验模拟，在一个受控的方式，非马尔可夫动力学的纯退相自旋玻色子模型在零温度。具体来说，我们使用一组随机的外部射频场来设计所需的噪声功率谱，以有效地实现单个核磁共振量子位的非马尔科夫环境。系统的退相干函数和冯诺伊曼熵的非单调性体现了非马尔可夫性的信息回流。使用这种模拟的非马尔可夫环境中，我们实验研究的Carr-Purcell-Meiboom-Gill动态去耦（DD）序列，以抑制相干性的损失的效率。使用过滤器功能的形式主义，我们设计了优化的DD序列，最大限度地保护非马尔可夫环境的相干性，并研究其效率的实验。最后，我们讨论了DD辅助调谐的有效非马尔可夫。
2019-02-14 quant-ph
Decoherence suppression of open quantum systems through a strong coupling to non-Markovian reservoirs
本文给出了一般开放量子系统，特别是类薛定谔猫态的退相干抑制机制，即通过强耦合到非马尔可夫库。与文献中通常的通过系统与环境解耦来抑制退相干的策略不同，本文利用非马尔可夫库的强反作用来抑制退相干。该机制依赖于非平衡态滞后格林函数的奇点（束缚态）的存在，它完全决定了开放系统的耗散和退相干动力学。作为应用，我们研究了耦合到波导的光子晶体纳米腔的退相干动力学。对光学猫态的退相干进行了强的非马尔可夫抑制。
2011-11-23 quant-ph
Non-Markovian noise that cannot be dynamically decoupled by periodic spin echo pulses
动力学解耦是通过快速旋转来消除大量量子系统中不必要的相互作用的领先技术。但是，为了实现良好的解耦，是什么决定了这种旋转的时间尺度呢？通过提供一个明确的反例，一个量子比特耦合到一个带电粒子和磁性粒子，我们表明，这样的时间尺度不能决定由噪声引起的衰减曲线：即使系统显示二次衰减（芝诺区域揭示非马尔可夫噪声），它不能被周期性的自旋回波脉冲去耦，无论旋转有多快。
2021-07-08 math-ph math.MP quant-ph
Non-Markovian master equation for a damped oscillator with time-varying parameters
我们导出了一个精确的非马尔可夫主方程，它将以前的工作[Hu，Paz和Zhang，Phys. Rev. D { \bf 45}，2843（1992）]推广到具有时变参数的阻尼谐振子。这是通过利用系统的线性和海森堡图像中的算子解来实现的。我们的方程支配的非马尔可夫量子动力学时，系统是由外部设备调制。作为应用，我们将我们的方程的奇偶踢解耦问题。当系统由$π$脉冲驱动时，主方程中与时间相关的耗散系数被大幅修改。为了使相干保护有效，我们的数值结果表明，踢周期应该短于记忆时间的浴。还讨论了在欧姆浴中使用软脉冲的效果。
2010-03-31 quant-ph
Fault-Tolerant Quantum Dynamical Decoupling
自从发现自旋回波效应以来，动态退耦脉冲序列一直被用来延长量子系统的相干时间。在这里，我们介绍了递归级联动态去耦脉冲，旨在克服退相干和操作误差的方法。这对于量子计算机等量子系统的相干控制很重要。对于有界强度，非马尔可夫环境，如自旋浴中出现的电子和核自旋为基础的固态量子计算机的建议，我们表明，它是严格有利的，使用级联，而不是标准的周期性动态去耦脉冲序列。也就是说，级联方案是容错和超多项式更有效的，在相同的成本。我们推导出一个条件下的脉冲噪声水平低于级联保证减少退相干。
2005-09-08 quant-ph
Non-Markovianity-assisted high-fidelity Deutsch-Jozsa algorithm in diamond
非马尔可夫量子动力学中的记忆效应可以诱导量子相干性的恢复，这被认为是量子信息处理（QIP）的重要物理资源。然而，没有真正的量子算法已经证明了这种记忆效应的帮助下。在这里，我们实验性地实现了一个非Markovianity辅助的高保真度改进的Deutsch-Jozsa算法（RDJA）与钻石中的固体自旋。通过测量自旋系统的非马尔可夫性，证实了RDJA结果遵循非马尔可夫量子过程。在开放量子系统中，利用记忆效应作为物理资源，并辅以动力学解耦，使RDJA的成功概率提高到97%以上。本研究不仅论证了非马尔可夫性是一种重要的物理资源，而且提出了利用这种物理资源的可行途径。这将促进记忆效应在非马尔可夫量子动力学中的应用，以提高实用QIP的性能。
2018-01-23 quant-ph
Demonstration of non-Markovian process characterisation and control on a quantum processor
在量子计算机的规模扩大中，支撑容错的框架通常依赖于影响量子比特逻辑的环境噪声是不相关的（马尔可夫）的强假设。然而，随着物理设备进入复杂的多量子比特领域，人们的注意力转向理解相关-或非马尔可夫-噪声的出现和缓解，这对量子技术的发展构成了严峻的挑战。这种错误类型以前仍然难以描述的技术。在这里，我们开发了一个框架，用于表征量子系统中的非马尔可夫动力学，并在多量子比特超导量子器件上进行了实验测试。在噪声过程中不能使用标准的马尔可夫技术，我们的重建预测的行为的设备与不忠的$10^{-3}$。我们的研究结果表明，这种表征技术导致优越的量子控制和延长的相干时间，有效地解耦非马尔可夫环境。我们的结果验证了这个框架，它适用于任何受控的量子器件，并为实现最佳器件操作和降噪迈出了重要的一步。
2020-12-10 quant-ph
Uhrig Dynamical Control of a Three-Level System Via Non-Markovian Quantum State Diffusion
本文利用量子态扩散（QSD）方程对耦合到无限个自由度的非马尔可夫库的三能级量子系统实现了Uhrig动力学解耦（UDD）.为此，我们首先重新制定的非马尔可夫QSD纳入外部控制字段的效果。利用这种随机QSD方法，我们证明了当控制脉冲序列和控制算子被适当设计时，三能级量子系统的未知态可以普遍地被保护免受有色相位和振幅噪声的影响。使用非马尔可夫量子态扩散方程的优点是，即使在无限自由度的环境下，也可以精确地处理开放量子系统的控制动力学，而不需要使用Trotter乘积公式。我们还展示了控制效果如何依赖于环境记忆时间和所设计的施加控制脉冲的时间点。
2014-08-09 quant-ph
Unifying non-Markovian characterisation with an efficient and self-consistent framework
针对量子设备噪声复杂、缺乏可扩展完整方法的问题，本文建立统一分类所有非马尔可夫现象的普适理论框架，基于张量网络学习实现高效重建，通过数值研究和IBM Quantum设备验证，应用于控制技术可显著提升量子操作性能。
2025-05-30 quant-ph
Monotones in Resource Theories for Dynamical Decoupling
本文修正了动力学解耦资源理论中的相对熵资源量化器，证明其单调性，并重新解释数值结果，确认DD为时间资源蒸馏，且MODD方法降噪改进伴随非马尔可夫性单调量减少。
2025-03-31 quant-ph
Non-Markovian quantum control as coherent stochastic trajectories
我们提出了随机量子轨道的概念。首先，我们构造了一个基本轨迹集，称为基本轨迹，并继续证明任何量子动力学过程，包括那些非马尔可夫过程，都可以表示为这个集合的线性组合。然后，我们表明，一组过程分为两个自然类：那些可以表示为凸混合的基本轨迹和那些不能。前者被证明是纠缠打破过程（在每一步），而后者被称为相干过程。这种过程的划分类似于可分离态和纠缠态。在本文的后半部分，我们表明，与信息论的游戏，当一个过程是非马尔可夫，相干轨迹允许从环境中解耦，同时保持任意量子信息编码到系统中。我们给出明确的时间相关性（量化非马尔可夫）的表达式，并表明，在一般情况下，有更多的量子相关性比经典的。这表明非马尔可夫量子过程确实与经典量子过程有着本质的不同。此外，我们演示了如何连贯的轨迹（与援助的连贯控制）可以把非马尔可夫性成为一种资源。在本文的最后一节中，我们探讨了这种现象在一个方便的一组基础轨迹的几何图片。
2018-09-19 quant-ph
Floquet time-convolutionless master equation for non-Markovian driven quantum systems
Università degli Studi di Milano（米兰大学）；Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Milano（意大利国家核物理研究所，米兰分部）；University of Freiburg（弗赖堡大学）
研究由外部时间周期力驱动的开放量子系统动力学，结合弗洛凯理论与无时间卷积投影算子技术推导出主方程，以驱动自旋 - 玻色子系统为例证明其能描述强非马尔可夫效应，揭示了记忆效应中基于迹距离的非马尔可夫性度量峰值与准能量交叉的关系。
2026-07-28 quant-ph
Scalable quantum error mitigation for dynamical decoupling via Hadamard phase cycling
Westlake University（西湖大学）；Westlake Institute for Advanced Study（西湖高等研究院）；Anhui Province Key Laboratory of Scientific（安徽省科学重点实验室）；New York University Abu Dhabi（阿布扎比纽约大学）；University of Science（科技大学）
本文提出了一种可扩展的非马尔可夫量子误差缓解方法，通过Hadamard相位循环技术准确表征退相干时间并提高量子态保真度，揭示了超长退相干时间可能源于伪影而非真实噪声抑制。
2026-11-04 quant-ph
Optimal control for maximally creating and maintaining a superposition state of a two-level system under the influence of Markovian decoherence
减少退相干是实现通用量子计算机的重要一步，超越了目前嘈杂的中间尺度量子计算机（NISQ）。为此，经常采用动态解耦（DD）方法，其中外部场被施加到量子位。我们数值研究DD使用两个级别的模型系统（量子比特）的影响下，马尔可夫退相干通过使用量子最优控制理论略有修改的设置，其中的物理目标是最大限度地创建和维持一个指定的叠加态在指定的控制周期。通过系统地改变失相、粒子数衰减、脉冲能量密度和控制周期等参数，并采用两种目标泛函，数值设计了最优脉冲。尽管由于退相干导致的纯度降低导致目标期望值的上限，即，饱和值，最佳成形脉冲通过逐渐创建目标叠加态以尽可能实现饱和值来有效地处理退相干。
2022-09-21 quant-ph
Operational Markovianization in Randomized Benchmarking
本文证明动力学解耦和随机编译可在随机基准测试中实现操作马尔可夫化，从而在抑制非马尔可夫噪声的同时保证量子门保真度的可靠估计。
2024-04-30 quant-ph
Suppressing non-Markovian noises by coupling the qubit to a chaotic device
为了抑制耦合到非马尔可夫噪声中的固态量子比特的退相干，我们提出了一种将量子比特与混沌器件耦合的策略，该策略利用量子比特在高频域的宽功率分布来冻结噪声，就像动态解耦控制（DDC）方法一样。与DDC相比，该混沌装置在低频场的驱动下也能产生高频分量，并且不需要优化控制场来产生复杂的控制脉冲。作为超导电路的应用，我们发现，在宽频域中的各种噪声，包括低频$1/f$，高频欧姆，亚欧姆和超欧姆噪声，可以有效地抑制耦合到Duffing振荡器的量子比特，量子比特的退相干率有效地降低了约100倍的幅度。
2011-01-17 quant-ph
Non-Markovian transient spectroscopy in cavity QED
我们从理论上分析了离开腔的瞬态场的测量，作为研究腔量子电动力学（QED）中非马尔可夫动力学的工具。结合动态去耦脉冲序列，瞬态光谱可以用于恢复由于不均匀加宽而在静止腔透射光谱中可能被遮蔽的光谱特征。这里介绍的形式主义可以被利用来执行原位噪声光谱学，揭示了一个强大的签名的量子噪声所产生的非对易观测值，一个纯粹的量子效应。
2022-11-19 cond-mat.mes-hall quant-ph
Analytical Control of Quantum Coherence: Markovian Revival via Basis Engineering and Exact Non-Markovian Criteria
本研究打破了相干性复苏必须依赖非马尔可夫记忆的教条，提出基于基工程的解析框架，证明在马尔可夫环境中也能实现相干性复苏，并给出了精确的复苏条件。
2025-10-13 quant-ph
Correlation-Assisted Odd-Parity Encoded Gates in Coupled Fluxonium Qubits under Non-Markovian TLS Noise
School of Physics, Hangzhou Dianzi University（杭州电子科技大学物理学院）；State Key Laboratory of Quantum Optics Technologies and Devices, Shanxi University（山西大学量子光学技术与器件国家重点实验室）；Zhejiang Key Laboratory of Quantum State Control and Optical Field Manipulation, Hangzhou Dianzi University（杭州电子科技大学量子态调控与光场操纵浙江省重点实验室）
利用关联纵向噪声在奇宇称子空间中转化为共模涨落，通过交换耦合和失谐驱动实现编码逻辑门，并建模非马尔可夫TLS噪声评估门保真度，发现正空间关联抑制差分涨落提升保真度。
2026-06-05 quant-ph
Non-normality and dissipation in Markovian quantum dynamics: Implications for quantum simulation
Curtin University（科廷大学）
本文研究了马尔可夫开放量子系统中非正交性和耗散性的影响，揭示了非正交生成器如何导致暂态放大，从而影响量子模拟的稳定性与计算成本。
2026-08-05 quant-ph
Optimal control of a qubit coupled to a non-Markovian environment
在固态中实现量子计算的一个核心挑战是将量子位与材料的固有噪声解耦。我们研究了量子门在一个典型的非马尔可夫模型中的实现：一个单量子比特耦合到一个暴露在热浴中的两能级系统。我们系统地搜索最佳脉冲使用的新的开放系统的梯度上升脉冲工程（GRAPE）算法的推广。我们表明，并解释，该模型的已知的最佳偏置点旁边，有最佳的形状，重新集中不需要的条款的哈密顿。我们研究了由退相干性质设置的控制的局限性。这可以导致在恶劣环境中量子操作的显着改进。
2008-12-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
Dynamical quantum maps for single-qubit gates under universal non-Markovian noise
本文提出了一种仅需噪声功率谱密度作为输入的单量子比特门微观误差模型，该模型包含非Clifford和非马尔可夫贡献，其平均门误差分析估计比退极化模型更准确，可应用于动力学解耦和量子纠错等框架。
2024-07-31 quant-ph
Realization of hierarchical equations of motion from stochastic perspectives
在两种不同的随机动力学描述框架下，严格构造了广义量子耗散系统的分级运动方程，非马尔可夫量子态扩散方法和随机解耦方法。我们证明了这两种不同的随机动力学方法得到的HEOM是相同的。此外，我们提出了一些数值例子来验证我们的形式的可行性。
2018-07-04 quant-ph
Resource-efficient digital characterization and control of classical non-Gaussian noise
针对经典非高斯退相干的非马尔可夫量子系统，提出基于数字窗口框架的高阶控制自适应谱估计方法，实现噪声优化动态解耦设计，性能优于标准Walsh及高斯优化序列，且比频域梳状法更具资源效率。
2023-04-07 quant-ph
Electron-phonon decoupling due to strong light-matter interactions
固态光子学系统中的声子相互作用导致了固有的量子退相干，并且常常成为新兴量子技术的限制因素。由于纳米光子学的最新发展，可以制造具有非常强的光-物质耦合率的激子-腔结构。我们表明，在这样的结构中，出现了一个新的制度，在那里的退相干是完全抑制由于主要声子过程的去耦。使用数值精确的张量网络方法，我们在这个非微扰，非马尔可夫动力学制度进行计算。在这里，我们确定了一个策略，达到近统一的光子不变性，也发现了一个有趣的声子敷料的激子腔极化激元在高Q制度，导致多个声子边带时，光-物质相互作用是足够强的。
2020-12-09 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Sparse Non-Markovian Noise Modeling of Transmon-Based Multi-Qubit Operations
Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）；Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory（约翰斯·霍普金斯大学应用物理实验室）；IBM Quantum, IBM Thomas J Watson Research Center（IBM量子，IBM托马斯·J·沃森研究中心）
本文提出一种稀疏噪声模型，通过全面表征IBM量子平台的7个设备，捕获并预测单比特和双比特操作中的非马尔可夫效应，将期望值预测相对误差降低至0.5%，比默认硬件噪声模型提升7倍。
2024-12-20 quant-ph
Forked Physics-Informed Neural Networks for Non-Markovian Open Quantum Dynamics and Control
College of Physics and Optoelectronic Engineering, Ocean University of China（中国海洋大学物理与光电工程学院）；China Mobile (Suzhou) Software Technology Co., Ltd（中国移动（苏州）软件技术有限公司）；School of Information Management and School of Artificial Intelligence, Qingdao University of Technology（青岛理工大学信息管理学院和人工智能学院）；Engineering Research Center of Advanced Marine Physical Instruments and Equipment of Ministry of Education, Ocean University of China（教育部海洋先进物理仪器装备工程研究中心）；Qingdao Key Laboratory of Optics and Optoelectronics, Ocean University of China（青岛市光学与光电技术重点实验室）
研究针对非马尔可夫开放量子系统模拟与控制难题，扩展分叉PINN框架，通过选择性梯度流解耦优化目标，实现联合优化。在两比特海森堡XXX模型上验证，该方法能再现非马尔可夫动力学特征，在状态制备任务中保真度更高，脉冲更平滑，提供统一可微范式。
2026-07-15 quant-ph
Dynamical Generation of Noiseless Quantum Subsystems
我们提出了将解耦和通用控制方法与编码过程相结合的开放量子系统的控制方案。通过利用一般的代数方法，我们展示了如何适当的编码量子态的结果，在获得通用的控制动态生成的噪声保护子系统有限的控制资源。特别是，我们提供了一个有效的计划进行普遍编码的量子计算在广泛的一类系统进行线性非马尔可夫量子噪声和支持海森堡型内部哈密顿。
2000-02-25 quant-ph
Frozen and Invariant Quantum Discord under Local Dephasing Noise
在这一章中，我们将探讨和回顾在各种不同的开放量子系统模型下量子不和谐的一些显著的动力学性质。具体地说，我们的讨论将包括与时不变和冻结量子不和谐现象有关的几个概念。此外，我们将详细说明这两种现象的关系，开放系统动力学的非马尔可夫特征和使用动态解耦协议。
2017-07-21 quant-ph
Memory effects in a dynamical decoupling process
School of Science, Dalian Maritime University（大连海事大学理学院）；Center for Quantum Sciences and School of Physics, Northeast Normal University（东北师范大学量子科学中心与物理学院）
本研究建立了动力学去耦中记忆效应强度与控制效应之间的定量关系，提出对易条件并通过耗散量子拉比模型数值验证，表明控制效应与记忆效应强度成正比。
2025-10-18 hep-ph quant-ph
Completely positive master equation for arbitrary driving and small level spacing
马尔可夫主方程是研究开放量子系统的普遍工具，但从第一性原理推导它们涉及一系列妥协。一方面，Redfield方程对于快速环境（其关联函数衰减得比系统弛豫时间快得多）是有效的，而不管耦合到系统哈密顿量的相对强度如何，但众所周知是非完全正的。另一方面，戴维斯方程保持完全的正性，但仅在超弱耦合极限和有限能级间距的系统中有效，这使得它与任意快的时间相关驱动不相容。在这里，我们表明，最近推导出的马尔可夫粗粒度主方程（CGME），已经知道是完全积极的，具有更广泛的适用范围相比，戴维斯方程，而且，是本地生成的，可以推广到适应任意快速驾驶。这种推广，我们称之为含时CGME，因此适用于门模型量子计算中的快速操作的分析，如量子纠错和动态解耦。我们的推导直接从Redfield方程出发，并允许我们对所有三个方程：Redfield，Davies和粗粒度进行严格的误差限制。因此，我们的主要结果是一个完全积极的马尔可夫主方程是一个控制近似的真实演化的任何时间依赖的系统哈密顿量，并适用于系统具有任意小的水平间距。我们说明了这一点与分析表明，动态解耦可以延长相干时间，即使在严格的马尔可夫设置。
2020-01-30 math-ph math.MP quant-ph
Simulation of one and two qubit superconducting quantum gates under the non-Markovian $1/f$ noise
本文提出分层运动方程（HEOM）框架，高效模拟非马尔可夫 $1/f$ 噪声下超导量子比特的退相干与门操作，发现不同脉冲序列的误差累积规律，并扩展至两比特CR门以识别非相干误差。
2025-09-10 cond-mat.stat-mech quant-ph
Effect of control procedures on the evolution of entanglement in open quantum systems
研究了开放量子系统中设计的一些抑制退相干的机制在减缓纠缠损失方面的效果。光子带隙材料和系统-浴槽耦合的频率调制的效果在这方面沿着预期的路线。然而，其他控制方案，如共振荧光，实现了完全相反的效果：增加控制的强度更快地杀死纠缠。深入研究了动态解耦方案对两种性质不同的体系-熔池相互作用的影响。动态解耦控制在非破坏相互作用条件下具有减缓耦合到谐振子浴的两量子比特系统纠缠衰减的预期效果。然而，当强耦合到随机电报噪声浴的约瑟夫森电荷量子比特受到去耦脉冲时，观察到非平凡现象。其中最引人注目的是共振荧光的情况，即脉冲强度的增加会降低退相干，但也会加速纠缠的突然死亡。这表明，在强耦合的非马尔可夫制度中，退相干和纠缠在时间上的行为可以是定性的不同。
2013-07-07 cond-mat.other quant-ph
Dynamical description of quantum computing: generic nonlocality of quantum noise
在弱耦合极限下，在最低阶近似下，发展了量子计算的动力学非马尔可夫描述。我们证明了量子库的长程记忆使噪声的结构与量子算法之间产生了很强的相关性，这意味着噪声的非局域攻击。然后，我们认为，量子纠错方法无法保护量子计算对电磁或声子真空，表现出$1/t^4$记忆。这表明，量子纠错理论的隐含假设--噪声和自动力学的独立性--在长时间范围内失效。我们还使用我们的方法提出了{ \it纯}退相干和退相干伴随耗散水库的谱密度。所谓的{ \it动态解耦}方法在这方面进行了讨论。最后，我们提出了{ \it最小退相干模型}，其中退相干的唯一来源是真空。在门速度和退相干强度之间进行权衡，优化了量子信息处理的保真度。
2001-07-30 quant-ph
Limitations to Dynamical Error Suppression and Gate-Error Virtualization from Temporally Correlated Nonclassical Noise
本文在开放量子系统框架下证明，时间关联非经典噪声会使受动力学解耦保护的量子门保真度依赖控制历史并饱和于较低值，揭示热库统计量再平衡对量子容错架构的关键限制。
2025-04-10 quant-ph
A dynamical theory for one-dimensional fermions with strong two-body losses: universal non-Hermitian Zeno physics and spin-charge separation
本文研究了具有两体损耗的自旋为1/2费米子的一维相互作用气体。动态相图的特点的方法，以稳定状态显示一个宽的量子芝诺区域，确定了一个特殊的行为的最低本征值的相关的非厄米哈密顿。我们使用一个近似方案的基础上有效的解耦的电荷和自旋自由度，后者有效地发展在一个非马尔可夫的方式根据非厄米的海森堡哈密顿的芝诺政权的普遍动力学。我们提出了详细的结果，从初始状态的时间演化与每个站点的一个粒子与非相干和反铁磁自旋顺序，显示如何建立两个非平衡的演化显着不同的电荷相关。
2023-01-18 cond-mat.quant-gas quant-ph
Surface code scaling on heavy-hex superconducting quantum processors
University of Southern California（南加州大学）；Quantum Elements, Inc.（量子元素公司）；Universidad Autonoma de Madrid（马德里自治大学）；Instituto de Fisica Teorica UAM-CSIC（UAM-CSIC理论物理研究所）
针对重六方超导处理器原生连接与表面码不匹配的问题，提出折叠-展开嵌入搭配感知间隙动力学解耦的协同设计方案，推导纠缠保真度指标验证各向异性缩放效果，指明实现亚阈值表面码缩放的可行路径。
2025-10-21 quant-ph
Molecule-photon interactions in phononic environments
本文以开放量子系统方法研究晶体中客体分子在声子环境下的非平衡振动动力学，揭示马尔可夫/非马尔可夫弛豫、集体类亚/超辐射效应及极化激元串扰。
2023-08-21 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Experimental benchmarking of an automated deterministic error suppression workflow for quantum algorithms
针对量子硬件易出错制约应用开发的问题，提出名为Fire Opal的全自主确定性误差抑制工作流，经IBM硬件基准测试，性能较现有最优专家配置技术最高提升超1000倍，且兼容其他概率误差抑制技术。
2023-05-03 quant-ph
QuTiP-BoFiN: A bosonic and fermionic numerical hierarchical-equations-of-motion library with applications in light-harvesting, quantum control, and single-molecule electronics
本文发布与QuTiP集成的Python库QuTiP-BoFiN，支持玻色与费米环境的HEOM模拟，并通过光合能量转移、动力学解耦和单分子电子学等示例验证其能力。
2023-01-25 physics.chem-ph quant-ph
Maximizing the purity of a qubit evolving in an anisotropic environment
我们提供了一个通用的方法来计算和最大化与各向异性非马尔可夫环境相互作用的量子比特的纯度。与直觉相反，我们发现纯度通常通过将量子比特准备和存储在非相互作用本征态的叠加中来最大化。对于与量子点中重空穴自旋量子比特的退相干或双量子点中两个电子的单重态-三重态量子比特相关的模型，我们证明了在其非相互作用的基态中制备量子比特实际上是最大化纯度的最差选择。我们进一步给出了量子点中空穴自旋的任意自旋分量的自旋回波包络调制的解析结果，超出了标准的久期近似。我们占一般动力学的存在下，一个纯粹的退相过程，并确定一个交叉的时间尺度，它再次是有利的初始化量子比特在非相互作用的基态。最后，我们考虑一个一般的两轴动态解耦序列，并确定初始条件，最大限度地提高纯度，最大限度地减少泄漏到环境中。
2015-05-26 cond-mat.mes-hall quant-ph
Hybrid noise protection of logical qubits for universal quantum computation
本文提出一种结合无退相干子空间编码与动态解耦的混合噪声保护方案，以较低开销实现通用量子计算，并通过数值模拟和超导量子比特实验验证其可行性。
2023-08-09 quant-ph
