Quantum annealing with twisted fields
量子退火是求解组合优化问题和进行量子化学计算的一种很有前途的方法。量子退火误差的主要来源是退相干和非绝热跃迁的影响。我们提出了一种方法来抑制这两种影响,使用非均匀扭曲运营商对应的扭曲角的横向场施加到量子比特。此外,我们采用变分方法来确定最佳的非均匀扭曲算符,使量子退火后的状态的能量最小化。我们的方法是有用的,以增加能隙和/或使量子态对退相干量子退火过程中的鲁棒性。总之,我们的结果可以为实现实用量子退火的新方法铺平道路。
2021-11-30 quant-ph
Suppressing Decoherence in Quantum Plasmonic Systems by Spectral Hole Burning Effect
量子等离子体激元系统由于固有的大的耗散和辐射阻尼而遭受显著的退相干。基于我们的量子模拟通过量子张量网络算法,我们在数值上证明了这种限制性的缺点,通过杂交的等离子体纳米腔与发射器合奏与inadvertously加宽的过渡频率的缓解。通过在辐射源系综的谱密度中燃烧两个窄的谱洞,混合系统的拉比振荡的相干时间增加了十倍。在抑制退相干的情况下,我们在将等离子体激元系统带入实际量子应用方面又向前迈进了一步。
2021-06-08 physics.optics quant-ph
Effect of Decoherence on the Dynamics of Bose-Einstein Condensates in a Double-well Potential
在平均场近似下,研究了双势阱中玻色-爱因斯坦凝聚体的动力学行为。退相干效应被认为是通过分析冷凝水的耦合环境。两种类型的耦合考虑。当第一类耦合占主导地位时,退相干通过增加动力学振荡的阻尼来增强自陷,而来自第二类凝聚体-环境耦合的退相干则导致量子隧穿和自陷的破坏。
2007-04-29 quant-ph
Laser trapping of ions and asymptotic minimization of Decoherence
本文用双势模型计算了Be原子光学离子阱的退相干时间。作为特殊情况,对双势阱的退相干时间与Zeno时间进行了比较。芝诺时间被认为是持续量子相干性的退相干时间的下限。相应时间尺度的相等提供了一定的过渡温度,在该温度以下,退相干可以渐近地最小化。
2013-05-27 quant-ph
Three-dimensional light-matter interface for collective spin squeezing in atomic ensembles
我们研究了冷原子自旋系综与傍轴激光束之间的量子界面的三维性质,通过色散相互作用耦合。为了实现集体原子自旋和光子之间的强纠缠,必须将系综的集体辐射的空间模式与激光束的模式相匹配,同时最小化由于光泵浦引起的退相干效应。对于耦合到在云的范围内变化的探测场的系综,不可阻挡地辐射到场的期望模式中的原子集定义了非均匀的自旋波。自旋波与探测模的强耦合不是由单个参数光密度表征的,而是由表征系统相干性和退相干性的不同有效原子数的集合表征的。为了模拟系统的动力学,我们开发了一个完整的随机主方程,包括相干集体散射到傍轴模式,退相干局部非均匀漫散射,和由于连续测量的光纠缠的自旋波的反作用。利用连续量子非破坏(QND)测量研究了自旋波的压缩。我们发现,最大的压缩发生在参数制度的空间不均匀性是显着的,远离的限制,其中的接口是很好地近似的一维,均匀的模型。
2013-12-17 quant-ph
Decoherence Effects in Reactive Scattering
利用Caldeira-Leggett模型研究了反应散射中退相干对量子和经典动力学的影响。通过对共线H+H2反应动力学的研究和简单一维势垒势的传输,我们表明,退相干导致量子和经典反应和传输概率之间的协议得到改善,主要是通过增加能量色散在一个定义明确的方式。增加潜在的非线性被认为需要更大的退相干,以达到可比的量子经典协议。
2005-02-09 quant-ph
Hybrid Quantum Systems with Collectively Coupled Spin States: Suppression of Decoherence through Spectral Hole Burning
基于自旋系综的混合量子系统由于系综中自旋跃迁频率的不均匀加宽而遭受显著程度的退相干。我们证明,这个强烈的限制性的缺点,可以克服简单地通过燃烧两个狭窄的频谱孔的自旋谱密度在明智地选择的频率。使用这个过程中,我们发现增加的相干时间超过一个数量级的情况下,没有烧孔。我们的发现为实际应用这些混合量子系统处理量子信息铺平了道路。
2015-07-14 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph quant-ph
Internal Decoherence of a Gaussian Wave Packet in a Harmonic Potential
本文研究了高斯波包在简谐势作用下的量子耗散问题。耗散的唯象方法是根据著名的模型,其中的环境是由一个浴的非相互作用的谐振子。作为耦合到浴的影响之一是一个最初的纯波包的演变成一个统计的混合物,我们估计的特征时间,这发生在不同的制度的温度,阻尼,也不同的初始状态。
2014-07-16 quant-ph
Wigner Analysis of Particle Dynamics and Decoherence in Wide Nonharmonic Potentials
本文通过维格纳函数解析方法,结合恒定角度和线性化退相干近似,研究宽非谐势中粒子的非线性动力学与退相干,为利用非线性动力学生成宏观量子态提供理论工具。
2024-09-02 quant-ph
Reservoir-Free Decoherence in Flying Qubits
本文研究飞行量子比特因内部与空间自由度纠缠而产生的无储库非马尔可夫退相干,给出全时刻动力学、保真度和熵变公式,并提出测量前完全抵消该退相干的方法。
2024-06-12 cond-mat.mes-hall quant-ph
Controlling decoherence speed limit of a single impurity atom in a Bose-Einstein-condensate reservoir
研究了单杂质原子在双势阱中的玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)库中的退相干速度极限(DSL)。我们演示了如何DSL的杂质原子可以通过工程BEC水库和实验现实的限制内的杂质电位进行操纵。我们表明,DSL可以通过改变关键参数,如冷凝物散射长度,BEC水库的有效尺寸,以及施加在杂质上的双阱势的空间配置来控制。我们揭示了控制DSL的BEC水库的频谱密度的根源的物理机制。
2018-09-28 quant-ph
Decoherence of molecular wave packets in an anharmonic potential
研究了在谐振子构成的环境影响下非简谐分子波包的时间演化。这些振荡器代表光子或声子模式,并假定处于热平衡。我们的模型明确纳入了这样一个事实,即在非等距光谱的情况下,环境引起的跃迁的速率是不同的每个过渡。借助于与分子振动态有关的维格纳函数,非幺正时间演化被可视化。退相干的时间尺度比耗散的时间尺度短得多,并且产生沿着相应经典粒子的相空间轨道的局域态的混合物。这种行为在很大程度上与耦合强度、环境温度以及初始状态无关。
2002-08-22 quant-ph
Coherent Quantum Oscillations in a Silicon Charge Qubit
实验研究了Si/SiGe异质结双量子点中电荷量子比特的快速量子振荡。测得的非均匀退相时间T2* 范围从127 ps到~ 2.1 ns;它基本上取决于两个量子比特状态的能量差如何随外部电压变化,与由失谐噪声(改变量子比特双阱电势的不对称性的电荷噪声)主导的退相干过程一致。在具有最短T2* 的制度中,施加电荷回波脉冲序列将测量的非均匀退相干时间从127 ps增加到760 ps,表明低频噪声过程是重要的失相机制。
2013-07-18 cond-mat.mes-hall quant-ph
Measurement-induced decoherence and Gaussian smoothing of the Wigner distribution function
我们研究的问题,测量引起的退相干使用相空间方法采用高斯平滑的维格纳分布函数。我们的调查是基于这样的概念,即测量引起的退相干表示的过渡从Wigner分布的高斯平滑Wigner分布的宽度确定为测量误差。我们还比较了平滑的维格纳分布与相应的分布从经典的分析。我们计算的分布是简单的一维动力学系统,如一个粒子在一个方势阱势和一个粒子的影响下的阶梯势运动的相空间分布,和高次谐波辐射的时间-频率分布从短,强激光脉冲照射的原子。
2003-05-02 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
Exact solutions of the inhomogeneous nonlinear Schrödinger equation through supersymmetric potentials
Physics Department, Cinvestav(墨西哥国立研究中心物理系)
本文通过超对称方法构造非均匀非线性薛定谔方程的精确解,利用波斯-泰勒势作为示例展示其应用。
2025-11-22 quant-ph
Scaling and Suppression of Anomalous Quantum Decoherence in Ion Traps
我们测量和表征了一个原子离子的异常运动退相干限制在一个新的射频离子阱,具有可移动电极的最低量子水平。测量了退相干率随电极接近度的变化规律,当电极从300 K冷却到150 K时,退相干率被抑制了一个数量级。这提供了直接的证据表明,被困离子的异常运动退相干源于电极上的微观噪声电位。这些观察结果与使用捕获离子或其他基于电荷的系统的量子信息处理方案有关。
2006-02-01 quant-ph
Decoherence and quantum trajectories
退相干是量子系统相互作用并与外部环境相关的过程;量子轨迹是一种强大的技术,通过这种技术,可以将退相干系统分解为随机演化,以不同的环境“测量”为条件。通过调用最近开发的量子信息理论工具,我们可以分析退相干的简化模型,明确量化系统、环境和潜在观察者之间的信息流和随机性。
2003-01-10 quant-ph
Decoherence and Quantum Error Correction for Quantum Computing and Communications
量子技术已经显示出不可估量的潜力,可以有效地解决一些信息处理任务,如素数分解,非结构化数据库搜索或复杂的大分子模拟。由于量子机器能够解决某些传统上无法解决的问题,因此它有可能通过药物设计、过程优化、牢不可破的通信或机器学习等应用彻底改变现代世界。然而,量子信息容易遭受由所谓的退相干引起的误差,退相干描述了与它们与周围环境的相互作用相关联的量子态的相干性的损失。这种退相干现象存在于每一个量子信息任务中,无论是量子信息的传输、处理还是存储。因此,通过量子纠错码(QECC)来保护量子信息对于构建完全可操作的量子计算机至关重要。理解环境退相干过程及其建模方式是构建能够保护量子信息的有效纠错方法的基础。在这篇论文中,退相干的性质进行了研究和数学建模,QECC的设计和优化,使他们表现出更好的纠错能力。
2022-02-17 quant-ph
Optimization of Static Potentials for Large Delocalization and Non-Gaussian Quantum Dynamics of Levitated Nanoparticles Under Decoherence
本文提出一种优化方法,通过考虑位置相关噪声源确定悬浮纳米粒子的最优静态势,以生成大退局域和非高斯量子态,并引入相干长度与相干立方性作为特征指标,经四次势验证及全量子动力学模拟基准测试证明其有效性。
2024-06-28 quant-ph
Dissipation-driven formation of entangled dark states in strongly-coupled inhomogeneous many-qubit systems in solid-state nanocavities
研究了在费米子和腔光子都存在消相干和耗散的情况下,强耦合到量子化电磁腔场的多量子比特系统的量子动力学,并考虑了不同量子比特与腔场耦合强度的变化及其跃迁频率的扩展.在Lindblad近似下,利用随机Schroedinger方程方法,导出了一类开放量子系统的含时量子态振幅和可观测量的紧致解析解.我们发现,依赖于初始的量子态的准备,量子位的系综可以演变成各种各样的多量子位纠缠态与量子位之间的相消或相长干涉。特别是,当只有一小部分量子比特最初被激发时,腔中的耗散将不可避免地驱动系统进入与腔完全解耦的鲁棒暗态,并且比腔场的衰减时间长得多。我们还确定的条件下,量子化腔场的相干耦合克服了在多量子比特系统的过渡频率的传播所造成的失相,并导致形成一个去耦的暗态。
2022-07-19 quant-ph
Quantum Decoherence of Phonons in Bose-Einstein Condensates
本文将量子光学和量子信息科学的现代技术应用于玻色-爱因斯坦凝聚体,首次研究了孤立玻色-爱因斯坦凝聚体声子的量子退相干。在过去的几年中,声子的操纵和控制的重大进展突出了它们作为量子技术中的量子信息载体的潜力,特别是在量子处理和量子通信中。虽然大多数这些研究都集中在捕获离子和晶体系统,另一个有前途的系统,仍然相对未开发的是BEC。使用该系统的潜在益处最近已经被强调,提出了利用BEC中声子的量子态的相对论量子器件,以在原则上实现优于标准非相对论器件的性能。量子退相干通常是量子技术实际实现的限制因素,但在这里,我们表明,声子的量子退相干预计不会严重限制这些相对论量子器件的性能。
2017-12-12 quant-ph
Quantum decoherence of an anharmonic oscillator monitored by a Bose-Einstein condensate
研究了在对称双势阱中被玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)监控的量子非谐振子的动力学行为。分析了测量装置在振荡器上引起的(非指数)退相干。详细的准经典和量子分析。在第一种情况下,对于一个任意的初始相干态,观察到两个不同的退相干制度:一个初始的高斯衰减,其次是幂律衰减较长的时间。这两个政权的特征时间尺度的报告。在全量子情况下,观察到的退相干的代数时间衰减的解析近似表达式。
2014-10-28 quant-ph
Control of electron spin decoherence caused by electron-nuclear spin dynamics in a quantum dot
通过求解耦合量子动力学方程,研究了InAs量子点中多个相互作用核自旋的介观浴对电子自旋退相干的控制。由于核自旋浴的分叉演化是基于电子自旋的上升或下降状态,因此它测量了电子自旋的哪个状态信息,从而降低了它的相干性。用对关联近似求解了核自旋池的多体动力学。在相应的时间尺度上,核的成对触发器,作为介观浴中的元激发,可以映射到非相互作用的赝自旋的进动。这种映射为理解退相干和设计控制方案提供了几何图像。仔细检查核浴动力学揭示了丰富的现象和控制电子自旋退相干的新的可能性。例如,当电子自旋在$τ$处被$π$ -脉冲翻转时,其相干性将在$\sqrt{2}τ$处部分恢复,这是从介观浴中量子解纠缠的结果。与常规自旋回波对非均匀展宽相位的重新聚焦不同,通过控制量子对象,通过引导浴态的量子演化来实现解纠缠。一个级联的脉冲序列的建设可以消除退相干与任意精度,与核-核自旋相互作用强度作为控制小参数。
2007-03-27 cond-mat.mes-hall quant-ph
Stabilization of quantum properties under intrinsic decoherence in presence of external magnetic fields
本研究针对内禀退相干下量子特性易受外磁场破坏的问题,发现通过合理调控外磁场可利用其引发的能量本征态新型共振稳定量子特性,且该结论具有普适性,不依赖于具体模型。
2025-01-13 quant-ph
Universal coherence protection in a solid-state spin qubit
退相干在很大程度上限制了量子比特的物理实现,其缓解对量子科学至关重要。在这里,我们构建了一个强大的量子位嵌入在消相干保护的子空间,通过杂交应用微波驱动与碳化硅双空位缺陷的基态电子自旋。量子位被保护不受磁、电和温度波动的影响,这些波动几乎解释了固态中所有相关的退相干通道。这最终导致量子比特的非均匀退相时间增加了超过四个数量级(至> 22毫秒),而其哈恩回波相干时间接近64毫秒。由于只需要很少的关键平台独立组件,这一结果表明,在广泛的量子架构选择中可以实现实质性的相干性改进。
2020-05-12 cond-mat.mes-hall quant-ph
Two-mode Open Quantum Systems: Decoherence and Localized Bound State Dynamics
针对双模开放量子系统,本文解析给出无耗散局域束缚态的形成条件及临界耦合,并揭示其抗退相干的无耗散相干动力学。
2024-10-28 quant-ph
Comparison between Decoherence time for a Two-state Spin 1/2 System with Its Corresponding Quantum Retrieval Period
本文在标准量子力学框架下和退相干机制下研究了两态量子系统(自旋为1/2的粒子)的演化。前一种方法是在含时磁场作用下二分系统的量子翻转过程。在后一种方法中,利用自旋玻色子模型来描述系统与环境的相互作用,我们推导出Born-Markov主方程,得到退相干时间。我们可以证明,在某些合理的条件下,人们可能会发现退相干理论的预测与典型量子翻转实验中观察到的结果之间存在潜在的冲突。
2011-07-20 quant-ph
Decoherence and fidelity in ion traps with fluctuating trap parameters
我们考虑两种不同类型的波动在离子阱的潜力:外部波动电场,这会导致统计运动("摆动")的离子相对于中心的陷阱,和波动的弹性常数,这是由于波动的交流分量的电位施加在保罗陷阱的离子。我们写下这两种情况下的主方程,平均噪声,获得加热的离子的表达式。我们将我们的结果与以前的结果进行了比较,在离子阱中的远距离共振光阱和加热。波动的外部电场对量子门操作(受控非)的影响是确定的,并导出该操作的保真度。
1998-12-17 quant-ph
Robustness of energy landscape control for spin networks under decoherence
量子自旋网络形成了一个通用系统来描述用于量子信息处理和感测应用的一系列量子器件。了解如何控制它们对于实现具有实用功能的设备至关重要。能量景观成形是一种新的控制范式,以实现自旋网络中的激励的选择性转移,对哈密顿量中的不确定性具有惊人的强鲁棒性。在这里,我们研究了退相干,特别是通用纯移相,这些控制器的鲁棒性的影响。结果表明,虽然控制器的有效性降低的退相干,某些控制器仍然足够有效,表明潜在的找到高度有效的控制器没有确切的知识的退相干过程。
2018-08-03 quant-ph
Overcoming decoherence in the collapse and revival of spin Schrödinger cats
除了是一个非常有趣的量子现象之外,薛定谔猫交换在制备可用于计量学和其他量子处理的量子态方面具有应用潜力。我们详细研究了场退相干对猫交换系统的影响,猫交换系统包括一组相同的量子位或自旋,所有这些都耦合到场模式。我们证明,增加自旋的数量实际上减轻了场退相干对自旋薛定谔猫的崩溃和复苏的影响,这在量子精密测量和其他量子处理中可能具有重要的实用价值。
2012-02-29 quant-ph
Decoherence in resonantly driven bistable systems
我们研究了双阱势中的耗散隧穿,该势被驱动接近于最低隧穿二重态和单重态之间的共振。虽然相干动力学可以很好地描述在一个三能级近似,耗散跃迁到单重态和双重态以外的水平可能发挥关键作用。此外,这样的转变可以显着提高熵产生。
2002-06-27 quant-ph
Leggett-Garg Inequality for a Two-Level System under Decoherence: A Broader Range of Violation
我们考虑了倾斜双势阱中的宏观量子系统。通过求解哈密顿方程,得到了包含振荡效应的隧穿几率。为了说明如何在量子力学和宏观实在论假设的含义之间做出决定,使用了一种给定形式的Leggett-Garg不等式。这种不平等的违反发生在更广泛的退相干效应,与以前的结果相比,两级系统。
2018-08-01 quant-ph
Parrondo's paradox in quantum walks with inhomogeneous coins
本文研究离散时间量子行走中的 Parrondo 悖论,证明仅采用时空依赖的非均匀硬币即可实现两种失败策略组合获胜,无需高维硬币或退相干,从而提升实验可行性并拓展量子输运应用。
2024-12-05 cond-mat.other quant-ph
Revivals in the attractive BEC in a double-well potential and their decoherence
研究了弱连接双势阱中超冷吸引原子的动力学。我们考虑一个不平衡的初始状态和监测动态的人口之间的差异,两口井。井间的平均不平衡经历阻尼振荡,就像在经典的对应物中一样,但随后它几乎恢复到初始值。我们使用三种不同的系统模型详细解释了整个行为。此外,我们调查的敏感性的复苏所造成的退相干的一个和三体损失。我们包括使用适当的主方程的耗散过程,并解决他们使用的随机波近似方法。
2010-10-29 cond-mat.quant-gas quant-ph
Decoherence of cold atomic gases in magnetic micro-traps
在考虑阱势激发态的情况下,推导了一个描述原子云在原子-芯片阱中退相干的模型。我们用这个模型来研究单个阱和一对阱的退相干,形成一个原子干涉仪的两个手臂。包括捕获电势的离散谱产生具有退相干速率$Γ$的退相干机制,其像$Γ\sim 1/r_0^4$那样随着从陷阱最小值到线的距离$r_0$而缩放。
2003-05-13 cond-mat.stat-mech quant-ph
Stability of macroscopic spin ensembles against inhomogeneous dephasing
本文研究自旋猫态在非均匀展宽下的退相干行为,发现小振幅下奇猫态比偶猫态更脆弱,并通过平均场分析揭示驱动-耗散系统中的同步相变及耗散稳定机制,为大振幅自旋猫态的稳定性提供估计。
2025-03-17 physics.atom-ph quant-ph
Absence of decoherence in the complex potential approach to nuclear scattering
依赖于时间的密度矩阵传播被用来证明,在一个开放量子系统的示意性模型,复势方法和Lindblad耗散动力学是\emph{not}等效的。虽然前者保留了相干性,但在Lindblad耗散动力学中被破坏了。量子退相干是造成这两种方法之间差异的关键方面,表明复势模型不足以一致地描述开放量子系统动力学。有人建议,量子退相干应始终明确包括在一个截断的模型空间内的反应通道的低能核碰撞动力学建模时。
2010-05-01 nucl-ex nucl-th quant-ph
Gravitational decoherence of a composite particle: the interplay between gravitons and a classical Newtonian potential
Federal University of Goiás(戈亚斯联邦大学)
研究引力子与经典牛顿势对复合粒子空间叠加态退相干的影响,发现内部自由度使退相干不可避免,经典势会轻微减缓该过程。
2026-06-06 gr-qc quant-ph
On-chip storage of broadband photonic qubits in a cavity-protected rare-earth ensemble
固态光发射器的集合能够实现光子量子比特的宽带量子存储和转换,并应用于高速光量子网络,用于安全通信,全球计时和互连未来的量子计算机。为了实现利用系综的相干量子信息传输,目前使用自旋重定相技术来减轻由非均匀加宽引起的快速退相干。在这里,我们使用一个密集的钕稀土离子强烈耦合到纳米光子谐振器的合奏证明,通过腔保护,一个单光子激发的消相干几乎完全抑制-一种新的技术,用于访问集体耦合的消相干自由子空间。因此,腔场和原子超辐射态之间的受保护拉比振荡能够将光子频率量子比特(约50 GHz带宽)超快速传输到离子中,然后以98.7%的保真度进行检索。通过将超辐射激发耦合到其他长寿命的稀土自旋态,这项技术将使宽带,随时可用的量子存储器和快速的光-微波转换器成为可能。
2016-09-06 physics.atom-ph quant-ph
Synchronized resistance to inhomogeneous magnetic field-induced dephasing of an image stored in a cold atomic ensemble
任意横模的长寿命存储对于建立高信道容量的量子网络具有重要意义。大多数开创性的工作都集中在原子扩散上,因为原子扩散对基于原子的存储器中检索到的模式具有主导影响。在这项工作中,我们证明了原子在非均匀磁场中的非同步拉莫尔进动主导了存储在基于冷原子的存储器中的图案的失真。我们发现这种畸变效应可以通过施加强的均匀极化磁场来消除。通过制备磁不敏感态的原子,消除了不同自旋波分量之间的相消干涉,使存储的局域图案在单个自旋波分量中进一步同步,从而显著提高了图案的长时间保持能力.这一结果对于研究存储和高维量子网络中的横向多模退相干具有重要的意义。
2021-02-03 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Stochastic potential and quantum decoherence of heavy quarkonium in the quark-gluon plasma
基于随机量子演化理论,我们提出了一种开放量子系统方法来研究热介质中的重夸克偶素物理。这种描述强调了与环境碰撞的重要性,并着重于重夸克偶素波函数的空间退相干概念。它示出了如何确定的动力学演化的参数,即真正的潜力和噪声强度,从比较从格点量子色动力学得到的量。此外,我们发现格点量子色动力学重夸克势的虚部与噪声关联的强度有着自然的关系。我们讨论了时间演化的$Q\bar{Q}$解析在一个限制的情况下的空间退相干,并提供了一个定性的一维数值模拟的实时动态。
2012-03-22 hep-ph nucl-ex nucl-th
Modeling Decoherence and Decoherence-Free Subspaces in Complex Environments
一个简化的Bogoliubov变换减少了一个完全相互作用的多费米子自旋1/2系统加环境,以更易于处理的多对一的变体。该变换还产生玻色子多粒子相互作用的精确解,而不是通过使用离散时间步长来处理量子并行性而引入的近似。在此基础上,对相对一般的有限环境下的散肩效应进行了模拟,并与无限环境“浴”的散肩效应进行了比较。“由两个最大纠缠的两态粒子形成的反对称单态被证明是固有的无消相干。作为一个量子比特(“qubit”),它因此可能优于任何单粒子状态。
2002-11-30 cond-mat.mes-hall quant-ph
Antiferromagnet-based nuclear spin model of scalable quantum register with inhomogeneous magnetic field
作为一种可伸缩量子寄存器的核自旋模型,考虑了核自旋为1/2的磁性原子链替代核自旋自由易轴三维反铁磁体中的基本原子的一维链.在自旋波近似下(低温),考虑了非均匀外磁场,该磁场沿垂直于板平面的易磁化轴方向,沿核自旋链方向具有恒定梯度,导出了广义反铁磁哈密顿量.在弱梯度条件下,得到了反铁磁哈密顿量对角化幺正变换系数的渐近表达式,并由此求得了原子中超精细核电子耦合和反铁磁基态中虚自旋波传播引起的间接自旋间耦合的表达式.结果表明,非均匀磁场从本质上改变了间接自旋间耦合的特性。当两核自旋中点的局域场接近体反铁磁自旋翻转型量子相变的临界场或接近反铁磁共振时,间接相互作用随自旋间距的增大而增大,甚至振荡.因此,外部磁场、其梯度、微波频率和功率可以起到量子比特状态的控制参数的作用。最后计算了反铁磁基态中核自旋与虚自旋波相互作用引起的单、双量子比特态的退相干和纵向弛豫速率。
2008-12-01 cond-mat.mes-hall quant-ph
Decoherence of transported spin in multichannel spin-orbit coupled spintronic devices: Scattering approach to spin density matrix from the ballistic to the localized regime
通过将自旋电子器件的检测引线中的电流看作是对应于混合量子态的流动自旋的集合,其中每个自旋本身通常由在传输期间产生的不适当的混合来描述,其中由于自旋-轨道(SO)相互作用或不均匀的磁场,我们引入了与这种电流相关的自旋密度算符,该自旋密度算符用器件的自旋分辨朗道传输矩阵表示。这种形式主义,它提供了完整的描述连接到外部探针的开放的有限尺寸系统中的耦合自旋-电荷量子输运,是用来了解如何最初注入纯自旋态,包括完全自旋极化电流,演变成混合的对应于部分极化电流。我们分析了降低自旋相干性的特定路线(由电流自旋密度矩阵的非对角元素的衰减表示),这是由于Rashba和/或DresselhausSO耦合的相互作用以及:(i)弹道半导体纳米线中的边界或引线界面处的散射;或(ii)在弱和强局域无序纳米线中的静态杂质的自旋无关散射。在多通道量子输运过程中自旋退相干的物理解释,即自旋纠缠到由一个以上的开放轨道传导通道组成的有效零温度"环境“,提供了对自旋电子学的一些关键挑战的深入了解:控制输运自旋的退相干和部分相干自旋态的出现,基于实际半导体结构中SO相互作用的电自旋操纵方案。
2005-03-17 cond-mat.mes-hall quant-ph
Analytic view on N body interaction in electrostatic quantum gates and decoherence effects in tight-binding model
在紧束缚近似下,给出了量子交换和Hadamard门的解析解。利用紧束缚简化模型和省略自旋自由度的薛定谔形式,解析地描述了两个相互作用电子在局域势约束下的退相干效应.所得结果可推广到N个静电相互作用量子体受局域势约束的情形(N-量子比特),该系统代表任意具有N1/N-N1输入/输出的静电量子门.给出了系统随时间演化的数学结构。索引术语:量子计算,纠缠,单电子器件,位置相关量子比特,Q-交换门,量子CMOS
2019-12-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
Decoherence, tunneling and noise-activation in a double-potential well at high and zero temperature
我们研究了由静态双阱势描述的开放系统中环境对隧穿的影响。我们描述了局域在$t=0$的潜在的最小值之一的量子态的演化,无论是在高和零环境温度的限制。我们表明,系统的演化可以概括为三个主要的物理现象,即退相干,量子隧穿和噪声诱导的激活,我们得到相应的时间尺度的分析估计。这些分析预测证实了大规模的数值模拟,提供了一个详细的图片的主要阶段的演变和相关的动力学过程。
2006-04-26 cond-mat.other hep-ph quant-ph
Strongly coupling a cavity to inhomogeneous ensembles of emitters : potential for long lived solid-state quantum memories
我们从理论上研究了腔模与连续分布的辐射源的耦合。我们讨论了发射极非均匀加宽对极化激元峰的存在性和相干性的影响。我们发现,它们的连贯性取决于至关重要的分布的形状,而不仅仅是它的宽度。在一定条件下,与腔的耦合保护极化激元态不受非均匀加宽的影响,从而导致基于发射体系综的量子存储器的存储时间更长。当两个不同的发射体系综耦合到谐振器时,它们支持一种特殊的集体暗态,这对于量子信息的存储也非常有吸引力。
2011-09-02 cond-mat.mes-hall quant-ph
Decoherence in a quantum harmonic oscillator monitored by a Bose-Einstein condensate
研究了量子振子的动力学行为,其演化过程由囚禁在对称双阱势中的玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)监控。它表明,振荡器可能会经历不同程度的退相干取决于被测量的变量和状态中的BEC准备。这些范围从一个“相干”制度,其中只有振荡器的位置和动量的方差受到测量的影响,缓慢(幂律)或快速(高斯)退相干的平均值本身。
2010-11-26 cond-mat.quant-gas quant-ph
Effective quantum dynamics in curved thin-layer system with inhomogeneous confinement
均匀约束在曲面上的量子粒子的运动受到曲率诱导的几何势的影响。在这里,我们考虑了非均匀约束的情况,并通过扩展薄层方法导出了有效哈密顿量,其中出现了一个额外的有效势。该有效势与垂直于表面的基态能量和束缚势的形态有关。设想厚度的微小变化会引起相当大的有效电势。为了证明的不均匀性的影响,我们应用我们的方法来调查的相干输运的圆柱形表面上的限制势与两个螺旋沟施加。数值分析表明,约束的不均匀性显着改变输运性质。这项研究开发了低维约束系统的方法,并展示了纳米结构中波导控制的新程度的可能性。
2022-08-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Decoherence via coupling to a finite quantum heat bath
耦合到外部环境的量子态的退相干是我们理解量子世界中经典行为出现的基础,但是它是如何在有限的封闭量子系统中出现的呢?在这里,这是通过模拟一个孤立的量子系统的几个超冷原子限制在一个双阱势和耦合到一个不同类型的单个原子。超冷原子热化并作为单个原子的环境浴。当超冷原子热化后,我们观察到单原子的加速退相干。这可以用热化系统中混沌本征态的出现来解释。
2014-02-05 cond-mat.quant-gas quant-ph
Fundamental decoherence from quantum gravity: a pedagogical review
我们提出了一个讨论的基本损失的幺正性出现在量子力学由于使用的物理仪器来测量时间。这引起了一种退相干效应,这种退相干效应独立于与环境的任何相互作用,并且除了任何通常的环境退相干之外还出现。讨论是自洽的框架,并针对一般物理学家。我们推导出修正后的薛定谔方程,在量子力学与实际时钟和讨论的理论和潜在的实验意义,这个过程的退相干。
2006-03-22 gr-qc hep-th quant-ph
Continuous matrix-product states in inhomogeneous systems with long-range interactions
我们发展了描述具有长程相互作用的非均匀一维量子系统的连续矩阵乘积态方法。该方法被应用到精确可解的Calogero-Moser模型。我们表现出高精度的再现基态的多体系统的属性,并讨论潜在的错误,可以源于近似的非局部相互作用势与奇点。
2022-10-22 cond-mat.str-el physics.comp-ph quant-ph
Quantum Brownian Motion with Inhomogeneous Damping and Diffusion
我们分析了量子布朗运动的微观模型,描述了一个布朗粒子与玻色子浴通过耦合,这是线性的创建和湮灭运营商的浴,但可能是一个非线性函数的粒子的位置相互作用。在物理上,这对应于阻尼和扩散在空间上不均匀的配置。我们推导出系统的量子主方程的布朗粒子在玻恩-马尔可夫近似,我们讨论了新的条款的外观,各种多项式形式的耦合。我们讨论的情况下,线性和二次耦合非常详细,我们推导出,使用维格纳函数技术,稳态解的主方程的布朗粒子在谐波捕获潜力。我们预测相当普遍的高斯稳态,我们计算的纵横比和分布的蔓延。特别是,我们发现,这些解决方案可能会被压缩(超本地化)相对于布朗粒子的位置。我们分析了各种限制,我们的理论的有效性所构成的非马尔可夫效应和海森堡原理。我们进一步研究了系统的动力学稳定性,通过对含时Wigner函数的高斯近似,计算了相干量子叠加在位置空间中的退相干率。最后,我们提出了一个可能的实验实现这里讨论的物理,通过考虑杂质粒子嵌入在简并量子气体。
2015-04-16 cond-mat.quant-gas math-ph math.MP