Failure of protection of Majorana based qubits against decoherence
基于Majorana束缚态的量子比特实现被认为是量子信息处理的有希望的候选者，其固有地对退相干惰性。我们从开放量子系统的角度来检验导致这个猜想的基本的一般论点。事实证明，从基本的角度来看，马约拉纳量子比特和任何量子比特的局部范例一样容易受到退相干的影响。
2012-03-15 cond-mat.mes-hall quant-ph
Decoherence on Grover's quantum algorithm: perturbative approach
本文用微扰方法研究Grover量子搜索算法中的退相干。我们假设在算法的每一步，每个二态系统（量子比特）都以概率p（0 \leq p \leq 1）独立地遭受σ_{z}误差。考虑一个n量子比特密度算符，将Grover运算应用M次，将其展开为2 Mnp的幂，并在n阶\to \infty极限下逐阶导出其矩阵元. (In对于这个大的n极限，我们假设p足够小，使得2 Mnp（\geq 0）可以取任何实正值或0。这种方法给出了σ_{z}误差引起新模产生的解释和任意阶修正的渐近形式。计算矩阵元素的五阶项数值，我们调查的区域2 Mnp（微扰参数）的算法找到正确的项目与概率阈值P_{th}或更多。在2 Mnp \simeq 0和P_{th} \simeq 1附近满足2 Mnp <（8/5）（1- P_{th}），并且该线性关系近似地适用于宽范围的P_{th}。这一观察结果与E. Bernstein和U. Vazirani关于一般算法的量子门的准确性。我们不能研究量子到经典相变的算法，因为它是我们的微扰理论的可靠域之外。
2001-11-12 quant-ph
Decoherence enhances performance of quantum walks applied to graph isomorphism testing
量子算法所获得的计算优势在很大程度上依赖于量子设备的相干性，并且通常会受到退相干的影响。作为一个例外，我们提出了一个量子算法图同构测试的性能是最佳的，当操作在部分相干制度，而不是极端的完全相干或经典制度。该算法建立在图上的连续时间量子随机游动（QSW）的基础上，并通过非同构图之间的区分能力（DIP）来量化算法性能。QSW探索整个图，并获取有关底层结构的信息，这些信息是通过监测辅助边缘上的随机跳跃来提取的。由此产生的计数统计的随机跳跃是用来确定的QSW的动力发电机的频谱，作为一种新的图形不变量，基于此非同构图被区分。我们提供了具体的例子，非同构的图形，只有区分QSW的存在下的退相干。
2016-11-20 quant-ph
Robustness of Quantum Systems Subject to Decoherence: Structured Singular Value Analysis?
研究了量子系统在结构不确定性下的鲁棒性能问题。封闭（哈密顿）量子系统的一个特定特征是它们的极点位于虚轴上，并且无论是相干控制器还是物理相关的结构不确定性都不能改变这种情况。这对于开放系统来说是一个变化，在开放系统中，退相干确保了渐近稳定性，并创造了一个纯性能鲁棒性的独特景观，其独特的特点是闭环稳定性由底层物理保证，不需要强制执行。然而，这种稳定性往往不利于量子增强的性能，并且哈密尔顿算子的加性扰动会产生在扰动参数中为非线性的动态生成器，从而使评估对结构化扰动（例如奇异值分析）的鲁棒性的经典范例失效。使用固定点迭代方法来确定最大扰动强度$δ_{\max}$，以确保传递函数保持有界，对于$δ<δ_{\max}$为$||T_δ||<δ^{-1}$，来解决这个问题。
2021-10-11 quant-ph
Decoherent histories of quantum searching
退相干历史理论是一种尝试，试图在没有经典装置或波函数坍缩的概念的情况下，从只在基本水平上假定量子定律的基础上推导出经典物理学。当使用经典计算机时，在N个项目的列表中搜索标记目标需要Ω（N）个oracle查询，而量子计算机可以使用Grover的量子算法在O{ \sqrt{N} }个查询中完成相同的任务。我们在退相干历史的框架下研究了一个执行Grover算法的封闭量子系统，发现它是一个精确可解的模型，从而得到了Grover著名结果的另一个推导.我们还受格罗弗执行计算机的通用外部影响，而不需要知道的具体情况下的哈密顿量的历史decohere。根据退相干的量，这是在我们的模型中捕获的一个单一的参数相关的环境获得的信息量，搜索时间可以从量子到经典。因此，我们确定了环境引起的一个关键效应，它会对量子计算机的性能产生不利影响，并准确地展示了经典计算如何从量子定律中产生。
2013-08-07 gr-qc quant-ph
Time Dilation in Quantum Systems and Decoherence: Questions and Answers
最近的研究表明，相对论性时间膨胀导致粒子内部和外部自由度之间的相关性，导致后者的退相干。在本说明中，我们简要总结了结果，并解决了对这些发现提出的评论和关切。除了对评论的简短答复外，我们还对这项工作的一些基本原则进行了教学讨论。这一注释旨在澄清当这两个理论被共同考虑时所产生的一些违反直觉的方面。
2015-08-13 gr-qc quant-ph
Coherent electron-phonon states in suspended quantum dots: decoherence and dissipation effects
研究了悬浮纳米结构中相干电子-声子（el-ph）态的动力学性质。精确的量子动力学计算表明，电子和声子（包括一个热浴）耦合量子力学进行相干振荡的周期在几十纳秒的范围内，尽管有限的温度的声子浴。计算中考虑了夹紧损失引起的机械能耗散。虽然耦合el-ph状态的寿命随温度的降低，定义良好的拉比振荡得到的温度高达100 mK。耦合的电子-声子态的动力学易受各种形式的外部控制。例如，弱的外部磁场可以用来控制系统的动力学，通过从声子浴解耦电子。这些结果揭示了一个尚未探索的系统的基本物理学，该系统可能适用于新型量子器件应用。
2007-11-11 quant-ph
Probing decoherence through Fano resonances
我们研究了退相干对波通过共振散射结构时的Fano共振的影响。我们发现，法诺不对称参数q如下，作为退相干的强度的函数，轨迹在复杂的平面上，揭示了详细的信息的基础退相干过程。耗散和幺正失相导致明显不同的轨迹。我们的预测成功地测试对微波实验，使用不同的吸收系数的金属腔和以前发表的数据通过量子点的运输。这些结果开辟了新的可能性，研究退相干的影响，在广泛的物理系统中，法诺共振存在。
2010-07-19 cond-mat.mes-hall quant-ph
Decoherence challenges in Nanoscience: A Quantum Phase Space perspective
Faculty of Sciences, University of Antananarivo（塔那那利佛大学理学院）；Institut National des Sciences et Techniques Nucléaires（国家核科学与技术研究所）；TWAS Madagascar Chapter, Malagasy Academy（马尔加什科学院 TWAS 马达加斯加分会）
本文提出基于量子相空间的框架，用于表征环境选择的指针态并建模退相干动力学，为纳米科学中的退相干问题提供新的理论工具和方法。
2026-07-24 quant-ph
Decoherence, entanglement decay, and equilibration produced by chaotic environments
我们研究了通过退相型相互作用耦合到具有混沌经典动力学的任意环境中的量子系统的退相干。在优先能量本征基中的中心系统的约化态的相干性是量子Loschlavian回波，其特征在于在长时间尺度上围绕恒定平均值的波动。我们表明，由于环境的混沌动力学，Loscherk回波波动的平均值和宽度与我们定义为环境的有效Hilbert空间维度的量成反比，该维度通常小于整个可用Hilbert空间的维度。然而，在半经典制度，这个有效的希尔伯特空间维度一般是大的，在这种情况下，即使是一个混乱的环境，自由度很少产生退相干没有复苏。此外，我们表明，在这个政权的环境导致中央系统平衡的时间平均约化密度矩阵，这对应于一个对角状态的优先能量本征基。对于两个解耦的，最初纠缠的中央系统，与相同的本地量子环境与混沌的经典动力学的情况下，我们表明，在半经典极限的平衡态是任意接近一个可分离的状态。我们证实了我们的结果与数值模拟中的环境是由量子踢转子在混沌政权建模。
2011-08-19 nlin.CD quant-ph
Decoherence, quantum Darwinism, and the generic emergence of our objective classical reality
在这篇文章中，我的目的是提供一个直观的和非技术性的介绍退相干和量子达尔文主义。这些理论一起解释了我们的经典现实如何从潜在的量子力学描述中出现。在这里，我集中在两个方面，并解释，首先，退相干可以告诉我们，为什么我们从来没有看到宏观叠加，如死猫和活猫，在我们的经典环境;其次，我描述，然后提供一个解决方案，所谓的首选基问题。然后，我介绍了最近的结果表明，某些方面的经典性是一般的现象，出现的基本数学结构的量子力学。这与该领域以前的工作形成了鲜明的对比，这些工作集中在无法实际放大以明确回答宏观世界问题的特定模型上。最后，我演示了退相干和量子达尔文主义如何能够揭示测量问题的重要意义，我讨论了我们应该如何解释量子力学的影响。
2018-12-06 physics.hist-ph quant-ph
Robust quantum state recovery from amplitude damping within a mixed states framework
量子态由于与外界环境的相互作用而产生退相干，这是量子计算实际应用中面临的最大问题之一。振幅衰减是最重要的退相干过程之一。在这里，我们表明，一般的两个量子比特的混合状态进行振幅阻尼几乎可以完全恢复使用反转过程。这种通过CNOT和Hadamard门的反转过程，在一般振幅阻尼的情况下，也可以保护两量子比特混合态的纠缠。此外，在底层系统存在不确定性的情况下，我们提出了一种鲁棒的恢复方法，具有最佳的问题特性。
2016-02-29 quant-ph
Classicality with(out) decoherence: Concepts, relation to Markovianity, and a random matrix theory approach
本文重新审视了经典世界从量子物理中产生的问题，比较了三种经典性概念，确立了严格定义的量子马尔可夫性在连接这些概念中的关键作用，并利用随机矩阵理论模型证明在非可积和混沌系统中，缓慢粗糙观测量的测量统计中量子效应被指数级抑制。
2023-07-28 cond-mat.stat-mech quant-ph
Induced decoherence and entanglement by interacting quantum spin baths
研究了耦合到XXZ自旋链模型的相互作用量子自旋池中的单个或两个量子比特的约化动力学。利用含时密度矩阵重整化群（t-DMRG）方法，我们超越了均匀耦合中心自旋模型，非微扰地计算了诱导退相干和纠缠.结果表明，退相干和纠缠强烈依赖于底层的自旋浴的相位。我们表明，在一般情况下，自旋浴可以诱导纠缠的初始解纠缠的量子比特对。此外，当自旋浴处于铁磁相时，由于量子位直接耦合到序参量，约化动力学表现出振荡型行为。另一方面，仅对于顺磁和反铁磁相，初始纠缠态遭受纠缠突然死亡。通过计算纠缠度，绘制出纺丝浴相图中各相的有限解纠缠时间。
2008-03-04 cond-mat.str-el quant-ph
Faster quantum computation with permutations and resonant couplings
最近，人们对设计量子计算方案的兴趣越来越大，这些方案对错误具有鲁棒性。虽然相当多的研究已经致力于开发量子纠错方案，但很少关注优化执行量子计算所需的速度和开发作用于无退相干子空间的计算模型。加快量子计算的速度很重要，因为可能会产生更少的错误。将量子信息编码在无消相干的子空间中也很重要，因为错误将被固有地抑制。在本文中，我们考虑量子计算中的消相干自由子空间，并优化其速度。为了实现这一点，我们通过简单地置换底层量子位来执行某些单量子位量子计算。结合交换相互作用或伊辛相互作用和其他共振耦合，我们提出了一种新的量子计算方案，可能会提高量子计算的速度。
2019-07-08 quant-ph
Protecting entanglement from correlated amplitude damping channel using weak measurement and quantum measurement reversal
基于弱测量的量子技术，我们提出了一个保护纠缠不受相关振幅阻尼退相干影响的方案。通过与无记忆振幅阻尼通道的结果对比，我们发现记忆效应在抑制纠缠突然死亡和在严重退相干情况下保护纠缠方面起着重要作用.此外，我们发现即使在关联振幅阻尼通道下，弱测量和量子测量反转的结合也能使初始纠缠得到极大的放大。潜在的机制可以归因于弱测量的概率性质。
2016-02-05 quant-ph
Circuit theory for decoherence in superconducting charge qubits
基于对底层电路的网络图分析，导出了任意超导电荷量子比特的量子理论。用Caldeira-Leggett模型描述电路中的耗散元件，计算了电荷量子比特的退相干和泄漏率。分析包括由于耗散电路元件，如电压源或准粒子电阻的约瑟夫森结在电路中的退相干。本文提出的理论是超导磁通量子比特的量子线路理论的对偶。与自旋玻色子模型相比，考虑了量子比特的完整希尔伯特空间结构及其与耗散环境的耦合。此外，电路的自感和互感都被完全包括在内。
2005-04-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Microscopic description for the emergence of collective dissipation in extended quantum systems
量子技术的实际应用受到不可避免的退相干和耗散效应的限制。随着对单个原子和光子的实验控制的实现，由几个单元组成的更复杂的平台可以组装起来，从而在独立的热浴中或集体进入公共浴中实现独特形式的耗散和退相干，从而对保持量子相干性产生巨大的影响。在文献中，这两种状态之间的交叉被广泛归因于系统单位比浴的相关长度更远。从一个微观模型的结构化环境（晶体）感测两个玻色子探针，在这里，我们展示了这种概念关系的失败，并确定这种交叉背后的确切物理机制，表现出鲜明的对比失相和耗散浴。根据系统的频率，关键是，在其相对于晶轴的方向上，探针之间的距离非常大，集体耗散成为可能，开辟了新的途径来处理声子浴中的退相干。
2016-06-10 quant-ph
On the relation between decoherence and spontaneous symmetry breaking
我们最近已经证明，由于自发对称性破缺，多粒子自旋量子比特的量子相干性是有限的。这些结果是由Lieb-Mattis自旋模型得出的。在这里，我们将表明，在具有自发对称性破缺的系统中，退相干的基本机制实际上是更一般的。本文提出了一种求解多粒子量子比特中与自发对称性破缺相关的退相干时间的通用方法，并将这种方法应用于两个模型系统，指出了这些模型中的连续对称性是如何自发破缺的，讨论了这种对称性破缺与稀疏谱的关系.然后，我们详细介绍了计算，导致的限制，量子相干性，这是由于在薄光谱的能量转移。
2006-06-06 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Chaos in circuit QED: decoherence, localization, and nonclassicality
本文研究了在超强耦合区工作的电路QED模型的开放系统动力学。如果谐振器在时间上周期性地泵浦，则潜在的经典系统是混沌的。事实上，周期性驱动的Jaynes-Cummings模型在玻恩-奥本海默近似下类似于Duffing振子，在经典极限下，Duffing振子是混沌系统的一个众所周知的例子。输出场的场正交的检测用作振荡器的有效位置测量。我们解决这样的检测如何影响在这个二分系统的量子混沌演化。我们区分单次测量实现和重复测量的集合。在前一种情况下，测量/退相干引起的本地化效应遇到，而在后者中，这种本地化几乎完全不存在。这是在显着的对比，许多早期的作品讨论量子经典对应测量混沌系统。在相对强的测量引起的退相干下缺乏经典对应性归因于量子比特子系统的固有量子性质，特别是归因于量子比特和场之间的量子相关性，尽管退相干仍然存在。
2013-11-12 cond-mat.other quant-ph
Multidimensional dark space and its underlying symmetries: towards dissipation-protected qubits
量子系统总是受到与环境的相互作用的影响，通常会导致量子关联的退相干和扭曲。最近已经表明，与环境的受控交互实际上可能有助于创建一种被称为{ \em "暗“}的状态，该状态不受去相干的影响。为了在暗态中编码量子信息，它们需要跨越维度大于1的空间，因此不同的正交态作为计算基础。我们设计了一个基于量子力学的概念框架来设计这种退化的暗空间（DDS），免受环境的退相干。我们说明了这种结构与模型协议，灵感来自分数量子霍尔效应，其中DDS的基础是同构的一组简并劳克林状态。因此，我们的驱动耗散模型的长时间定态表现出一个幺正拓扑系统的退化真空的所有特征。这种方法为在开放系统中存储、保护和操纵量子信息提供了新的可能性。
2020-08-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Dynamical control of qubit coherence: Random versus deterministic schemes
本文根据随机动力学解耦方法的最新结果，重新讨论了在单个两态量子系统中关闭不需要的相位演化和退相干的问题[L。Viola和E. Knill，Phys. Rev. Lett. { \bf 94}，060502（2005）]。一个系统的比较与标准的循环解耦的影响，各种动力学制度，包括半经典和完全量子退相干模型的情况下。特别是，精确的解析表达式推导出从玻色子环境的消相干的随机控制。我们定量研究控制协议的基础上纯确定性，纯随机，以及混合设计，并确定其相对的优点和缺点，在提高系统性能。我们发现，对于时间无关的系统，混合协议往往比纯随机的表现更好，并可能改善标准的非对称计划，而随机协议可以更稳定的系统参数的波动。除了揭示随机控制的物理要求，我们的分析进一步证明了显式控制设置的潜力，后者可能会显着改善传统的计划。
2005-11-12 quant-ph
Different routes to the classical limit of backflow
退相干是开放量子系统中经典力学出现的一个公认过程。然而，它可以有两个不同的起源或机制，这取决于人们正在考虑的动力学，然后谈论孤立系的固有退相干和开放系统的耗散/波动引起的环境退相干。这第二种机制不能被认为是回流，因为没有热涨落项可以添加在形式主义，以保持一个重要的要求，这种效果的发生：只有贡献的正动量沿时间应保持。本文的目的是从内在退相干和耗散动力学的角度分析回流效应。为了这个目标，我们首先处理的米尔本方法，其中的平均频率的单一的进化步骤进行了系统的假设。并与Lindblad主方程进行了比较分析。其次，从线性标度的薛定谔方程导出并表示为一个连续的参数，覆盖从量子到经典以及所有介于两者之间的动力学非经典区域的所谓的量子到经典的过渡波方程进行分析。这种理论分析的灵感来自Wentzel-Kramers-Brillouin近似。第三，为了完成我们的分析，过渡波方程形式主义也适用于耗散回流的Caldirola-Kanai方法，其中耗散动力学来自一个有效的哈密顿量。在这里处理的所有情况下，回流逐渐抑制的内在退相干过程的发展，特别注意经典的限制。通往古典主义的道路并不独特。
2022-11-16 quant-ph
Chaotic Interference and Quantum-Classical Correspondence: Mechanisms of Decoherence and State Mixing
著名的尼尔斯·玻尔的量子-经典对应原理指出，经典力学是更一般的量子力学的极限情况。这意味着“在某些条件下”量子运动定律变得等同于经典定律。其中一个条件是相当明显的：与普朗克常数相比，相应的经典作用量应该非常大。但这个条件是不够的。抑制量子干涉效应（“退相干”）是理解玻尔原理的首要现象。本质上，这个问题具有相当普遍的性质，在非线性经典混沌量子系统的情况下具有特殊的意义。虽然相位关联的快速衰减是经典动力学混沌的基本特征，但“量子混沌”本身并不能破坏量子相位相干性。严格地说，任何初始纯的量子态在任意长的幺正演化过程中都保持纯态。基本上，非相干混合态（退相干）的形成仅来自混合初始态的制备过程或与噪声环境的相互作用。仅仅是退相干就把量子世界和经典世界连接起来了。详细分析了Peres保真度、态纯度、Shannon熵和冯诺伊曼熵的时间行为的特殊性。我们展示了退相干的方式出现在周期性驱动的系统，可以与拉姆齐型离子阱干涉实验。最后，考虑了弹道电子量子输运中由于与无序环境相互作用而引起的退相干。
2013-11-20 nlin.CD quant-ph
Decoherence in high energy collisions as renormalization group flow
本文提出结合软共线有效理论与开放量子系统技术，系统计算高能碰撞中末态辐射引起的自旋退相干，证明RG流驱动马尔可夫量子信息损失，并首次给出随实验分辨率变化的RG改进预测，揭示相位翻转机制。
2025-10-15 hep-ex hep-ph quant-ph
Decoherence and Ontology, or: How I Learned To Stop Worrying And Love FAPP
我认为，根据幺正（非坍缩）量子理论，宇宙具有分支结构，因此可以从字面上被视为“多世界”理论。这些世界并不是量子理论基本本体论的一部分，相反，它们应该被理解为通过退相干的动力学过程从基础理论中涌现出来的结构或模式。它们是这种意义上的结构，并不意味着它们在任何方面都是不真实的：事实上，科学中几乎所有更高层次的本体论，从桌子到声子再到老虎，都是同样涌现的。因此，幺正量子理论是一个“多世界”理论，而不需要对理论的数学结构作任何修改：埃弗雷特解释并不在于将世界添加到形式主义中，而是意识到它们已经存在。我们接受这些世界的实在性的理由，并不比我们接受一个经验上非常成功的理论的任何其他不能直接观察到的结果的理由多，但也不少。
2011-11-09 physics.hist-ph quant-ph
Experimental Observation of Quantum Chaos in a Beam of Light
不可预测的混沌动力学在量子力学中的表现方式是量子混沌领域的一个关键问题。事实上，由于潜在的经典非线性动力学，可以出现非常独特的量子特征。在这里，我们观察到量子非线性动力学的签名，通过直接测量的时间演化的维格纳函数的量子踢谐振子，实现在光的空间自由度。我们的装置是消相干的，我们可以连续调整半经典和混沌参数，从而探索从规则到本质上混沌动力学的过渡。由于它的鲁棒性和通用性，我们的计划可以用来实验研究各种非线性量子现象。作为一个例子，我们将该系统耦合到一个量子比特，并实验研究了由规则或混沌动力学产生的退相干。
2014-03-06 quant-ph
Optimizing Quantum Programs against Decoherence: Delaying Qubits into Quantum Superposition
量子计算技术在过去的十年中实现了第二次复兴。然而，在John Preskill在2018年指出的NISQ时代，影响量子程序精度和执行效果的量子噪声和退相干是近期NISQ计算机无法忽视和纠正的。为了让用户更容易地编写量子程序，编译器和运行时系统应该考虑底层的量子硬件特性，如退相干。为了解决退相干带来的挑战，在本文中，我们提出了QLifeReducer，通过将量子比特延迟到量子叠加中来最小化输入OpenQASM程序中的量子比特寿命。QLifeReducer包括三个核心模块，即，解析器、并行性分析器和Transformer。它引入了分层束格式来表达量子程序，其中一组可并行化的量子操作被打包成束。我们在真实的IBM Q 5 Tenerife和自行开发的模拟器上评估了QLifeReducer转换前后的量子程序。实验结果表明，QLifeReducer在IBMQ 5 Tenerife上执行时将量子程序的错误率降低了11%;并且在大多数量子工作负载上可以将最长量子位寿命以及平均量子位寿命降低20%以上。
2019-07-27 cs.PL quant-ph
Searching for an optimal control in the presence of saddles on the quantum mechanical observable landscape
理论和实验量子最优控制的广泛成功与底层控制景观的拓扑结构密切相关。对于几个常见的量子控制目标，包括可观察期望值的最大化，如果满足三个假设，则景观已被证明缺乏局部最优：（i）量子系统是可控的，（ii）从控制场到演化算子的映射的雅可比矩阵是满秩的，以及（iii）控制场不受约束。在可观察的客观的情况下，这种有利的分析表明，相关的景观也包含鞍，即，不是局部次优极值的临界点。在本文中，我们调查是否存在这些鞍影响的轨迹的梯度为基础的搜索最优控制。我们通过模拟表明，无论是详细的拓扑结构的控制景观和系统的哈密顿参数的影响是否被吸引到一个鞍搜索。对于某些具有特殊初始状态和目标可观测值的情况，优化可能非常接近鞍点，从而降低梯度算法的效率。遇到这样有吸引力的马鞍是相当罕见的。无论是控制景观上存在大量的鞍，还是大量的系统状态，都不会增加搜索接近鞍的可能性。即使对于遇到马鞍的应用程序，精心设计的梯度搜索以及精心选择的算法参数也可以轻松找到最佳控制。
2016-12-29 quant-ph
Gravitational Decoherence: A Thematic Overview
本文围绕引力退相干主题，梳理基于GR和QFT的相关理论及其实验预测，对比其他理论与二者的差异，并说明未来空间GD实验可用于判别引力理论性质与量子理论类别。
2021-11-03 gr-qc hep-th quant-ph
Cosmic decoherence: primordial power spectra and non-Gaussianities
本研究采用广义指针可观测量分析宇宙退相干效应，证实其可诱导非零曲率双谱，给出环境相互作用强度上限，提出尺度无关修正判据，并推导了退相干修正的张量-标量比及蓝倾斜修正。
2023-04-25 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
On the Possibility of Nonlinearities and Chaos Underlying Quantum Mechanics
与量子力学的哥本哈根解释相关的一些所谓的不可测和违反直觉的难题，似乎在非线性动力学和混沌方面有交替的平行解释。这些理论包括模拟封闭系统中的指数衰减、贝尔不等式的可能非线性扩展、自发对称性破缺和非线性系统中固有的优先内部振荡模式（量子化）的存在，甚至可能通过“混沌中的秩序”产生类似衍射的图案。“这种平行解释的存在导致了一种经验的、准实验的方法来解决量子力学是否存在基本的非线性的问题。这将与最近更多的理论方法形成对比，在这些方法中，非线性扩展被提出来，而不是作为对基本线性量子力学的修正。将研究非线性的来源，例如狭义相对论和测量过程本身，以及非线性对纠缠和退相干的可能影响。可以想象，在他们的辩论中，爱因斯坦和玻尔都可能是正确的--因为混沌提供了爱因斯坦所青睐的基本决定论，但对于实际测量，它需要玻尔学派的概率解释。
2006-10-27 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
Feasibility considerations for free-fall tests of gravitational decoherence
该研究探讨太空环境下非干涉式引力退相干自由落体测试的局限，指出受任务寿命内数据点数量限制，需采用干涉式方法才能确定性检验DP或K模型预言的引力退相干。
2021-11-02 gr-qc quant-ph
Asymptotic dynamics of coined quantum walks on percolation graphs
量子行走服从幺正动力学：它们形成封闭的量子系统。系统变得开放，如果步行遭受的不完善表示为基础的基本图形结构上的丢失链接，描述的动态渗透。系统动力学的开放性产生退相干，导致强混合。我们提出了一种方法来解析求解一般图结构的量子游动的渐近动力学。对于圆和线性图的情况，我们导出了渐近状态的显式形式。我们发现，丰富多样的渐近演化的发生：不仅完全混合状态，但其他的定态;稳定的周期和准周期振荡可以出现，这取决于硬币运营商，初始状态，和拓扑结构的基础图形。
2012-07-10 quant-ph
Dynamics of Quantum Correlations within the double Caldeira-Leggett formalism
该研究在双重 Caldeira-Leggett 高温模型中比较共同与分离环境，揭示退相干和初始压缩对局域相干、熵、EPR 关联及纠缠动力学的不同作用。
2025-03-14 cond-mat.stat-mech quant-ph
Signatures of incoherence in a quantum information processor
非相干噪声表现在测量的期望值时，潜在的合奏下的经典分布的酉过程的演变。虽然许多非相干过程看起来是退相干的，但它们之间有重要的区别。非相干过程的分布函数是静态的或相对于控制操作缓慢变化的，因此由这些分布引入的误差是可重聚焦的。在小希尔伯特空间中观察和控制非相干性是众所周知的。在这里，我们探讨纠缠操作过程中的不相干性，如在量子信息处理相关。正如预期的那样，在这样的过程中分离不相干和退相干是更困难的。然而，通过研究循环纠缠映射下的保真度衰减，我们能够识别出不同的实验签名的不相干性。这一结果通过数值模拟和三量子位核磁共振实现的实验来证明。
2007-08-21 quant-ph
Searching for quantum speedup in quasistatic quantum annealers
我们认为，在很长的退火时间的量子退火机可能会经历准静态演化，返回的最终人口接近玻尔兹曼分布的哈密顿在一个单一的（冻结）点在退火过程中。这样的系统预期与适当的量子蒙特卡罗模拟很好地相关。它也可能与模拟退火相关，如果在冻结点的量子能量本征值接近经典的。这些相关性只是平衡的标志，并不意味着量子退火机的演化是经典的，或者可以用量子蒙特卡罗模拟。从这样的分布中提取的计算时间反映了平衡行为，因此没有提供关于底层量子动力学的信息。这使得在次优量子退火器中寻找量子加速成为问题。我们使用一个开放的量子主方程与现实的参数来说明在16量子比特量子退火的准静态演化，并讨论其量子加速的含义。
2015-11-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Statistical Mechanics and Symmetries of Non-Abelian Anyon Proliferation: From Deformation to Decoherence
California Institute of Technology（加州理工学院）；Ghent university（根特大学）；Pritzker School of Molecular Engineering, University of Chicago（芝加哥大学普里茨克分子工程学院）；University of California, Berkeley（加利福尼亚大学伯克利分校）
通过统计力学模型和蒙特卡洛模拟，研究非阿贝尔任意子增殖导致拓扑序失稳的机制，发现两个非阿贝尔任意子物种的增殖会寄生凝聚共享的阿贝尔融合结果，破坏拓扑序。
2026-08-17 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
The Discrete Noise Approximation in Quantum Circuits
本研究探讨量子电路噪声建模中独立退相干事件模型的有效性，验证其在宽泛假设下的近似合理性，指出大旋转门噪声与硬件噪声的性质差异，并分析可分性假设及相关开放研究方向。
2023-12-18 quant-ph
Design and Stability of Discrete-Time Quantum Filters with Measurement Imperfections
这项工作考虑了最近在量子反馈实验中使用的离散时间量子滤波器的理论基础。证明了该滤波器在考虑消相干和测量误差的情况下是最优的和稳定的。我们提出了这个过滤器的一般框架，并表明它对应于一个递归表达式的最小二乘最优估计的密度算子中存在的测量缺陷。通过测量缺陷，我们在非常一般的意义上是指由环境执行的未读取测量（退相干）和由非理想检测器执行的主动测量。然而，我们假设精确地知道所有Kraus算子以及检测错误率。这种递归表达式结合了量子滤波理论和经典概率论（贝叶斯定律）的公知方法。然后，我们证明了这样的递归滤波器总是稳定的关于它的初始条件：最佳滤波器状态（当初始滤波器状态与实量子态重合时）和滤波器状态（当初始滤波器状态是任意的）之间的保真度是一个下鞅。
2011-09-27 math-ph math.MP quant-ph
Grover search under localized dephasing
量子搜索中的退相干，特别是Grover搜索中的退相干，已经得到了广泛的研究，当在一组大小为$N$的元素中搜索某个目标（标记）元素时，退相干很快导致了经典情况下的二次加速损失。然而，所使用的噪声模型是全球性的。本文研究了速率为$p$的局部部分失相噪声影响下的Grover搜索。我们发现，在这种情况下，当受影响的子空间的大小$k$远小于$N$，目标是不受噪声的影响，即当$kp\ll\sqrt{N}$，二次加速被保留。一旦不满足这些限制，就失去了二次加速。特别是，如果目标受到噪声的影响，噪声率需要缩放为$1/\sqrt{N}$，以保持加速。我们还观察到一个中间区域，如果$k\sim N^μ$和目标是不受影响的，加速似乎服从$N^μ$，这对于$μ>0.5$是比量子差，但优于经典的情况。我们把量子搜索的结果也量子行走和搜索图的角度。
2019-01-28 quant-ph
Incoherent GRAPE (inGRAPE) for optimization of quantum systems with environmentally assisted control
本文回顾了非相干 GRAPE (inGRAPE) 方法在环境辅助下优化开放量子系统的应用，通过求解三次方程获得密度矩阵演化解析式，并揭示了不同量子门控制景观的特性。
2024-03-26 quant-ph
Newton force from wave function collapse: speculation and test
量子经典边界的Diosi-Penrose模型假设了大质量自由度的引力相关自发波函数坍缩。如果不被压倒性的环境退相干所掩盖，原则上可以检测到坍缩的退相干效应。但DP（或任何其他，如GRW，CSL）自发坍缩本身是不可检测的，它们只是自发退相干的冗余形式。为了使DP坍缩成为可检验的物理，最近我们扩展了DP模型，提出DP坍缩是大质量物体之间牛顿引力出现的原因。我们确定了崩溃率，可能是1/ms的数量级，与牛顿力的出现率。一个简单的启发式出现（延迟）时间被添加到牛顿引力定律。这种非相对论性的延迟与爱因斯坦的相对论性引力理论和平共处，至少到目前为止还没有实验证据反对它。我们得出了这样一个“懒惰”的牛顿定律的新预测，这将使决定性的实验室测试与现有技术。“懒惰”牛顿定律的简单方程本身就值得理论和实验研究，而不依赖于潜在的量子基础考虑。
2013-12-22 gr-qc quant-ph
Stochastic Bohmian and Scaled Trajectories
在这篇评论中，我们处理开放（耗散和随机）量子系统的玻姆力学框架内的优势，提供一个清晰的画面量子现象的轨迹，最初在配置空间。从线性和非线性薛定谔方程出发，通过Bohmian轨迹，以及利用所谓的量子-经典跃迁微分方程，通过标度轨迹，研究了逐步退相干过程.这种转变是由一个连续的参数，过渡参数，涵盖这两个极端开放的动力学制度。因此，将考虑两种不同性质的退相干源。几个例子将被提出和讨论，以说明相应的理论背后的每一种情况下，即：所谓的布朗-玻姆运动导致量子扩散系数，耗散衍射的时间，耗散隧穿的抛物线障碍下存在的电场和随机早期到达相同类型的障碍。为了简化符号和物理讨论，理论发展将在整个工作中在一维进行。主要目标之一是分析存在于这些开放动力学机制中的轨迹的逐渐退相干过程，从而以更直观的方式理解底层物理，以获得新的见解。
2022-06-30 nlin.SI quant-ph
Constructing Large and Structured Decoherence-Free Subspaces in Hybrid Quantum Systems
Max Planck Institute for the Physics of Complex Systems（马克斯·普朗克复杂系统物理研究所）；Université Côte d’Azur, CNRS, Centrale Med, Institut de Physique de Nice（蔚蓝海岸大学、法国国家科学研究中心、中央理工-梅兹学院、尼斯物理研究所）
本研究基于混合量子系统，利用耗散玻色模对量子物质的全局约束，结合李代数表示理论构建具有非平凡结构的大尺寸无退相干子空间，揭示其新奇量子特性与涌现对称性，为可控工程复杂量子关联提供新途径。
2026-10-26 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Noisy Quantum Kernel Machines
在嘈杂的中尺度量子时代，一个重要的目标是可实现算法的概念，这些算法利用量子系统的丰富动力学和底层希尔伯特空间的高维性来执行任务，同时从防噪声的物理系统中分离出来。一种新兴的量子学习机器是基于量子内核的范例。在这里，我们研究耗散和退相干如何影响它们的性能。我们解决这个问题，通过调查的表达能力和泛化能力的内核理论的框架内，这些模型。我们介绍和研究的有效内核秩，量化的数量的独立功能的噪声量子内核是能够从输入数据中提取的品质因数。此外，我们推导出一个上限的泛化误差的模型，涉及的平均纯度的编码状态。因此，我们表明，退相干和耗散可以看作是一个隐式正则化的量子核机器。作为一个说明性的例子，我们报告了基于驱动耗散量子自旋链的机器的精确有限尺寸模拟来执行分类任务，其中输入数据被编码到驱动场中，并且量子物理系统是固定的。我们确定如何噪声内核机器的性能规模与节点（链网站）的数量作为一个函数的去相干，并检查不完善的测量的影响。
2022-04-26 cond-mat.other quant-ph
Microscopic model of quantum butterfly effect: out-of-time-order correlators and traveling combustion waves
我们扩展Keldysh技术，使计算的时间顺序关联函数。我们表明，这些关联函数的行为所描述的方程，显示最初的指数不稳定性，其次是线性传播的退相干之间的两个最初相同的副本的量子多体系统的相互作用。在很大程度上，退相干传播（量子蝴蝶效应）由燃烧波理论中已知的具有非线性耗散的扩散方程描述。这个方程的解是一个传播的非线性波，以恒定的速度移动，尽管底层动力学的扩散特性。我们的一般结论通过对描述电子与玻色子自由度（声子、二能级系统等）相互作用的具体模型的详细计算得到了说明。或者彼此之间
2016-09-14 cond-mat.stat-mech hep-th quant-ph
Searching for Quantum Effects in the Brain: A Bell-Type Test for Nonclassical Latent Representations in Autoencoders
School of Science, Zhejiang University of Science and Technology（浙江大学科学技术学院）；Department of Physics and Institute of Theoretical and Computational Physics, University of Crete（希腊克里特大学物理系和理论与计算物理研究所）；College of Life and Environmental Sciences, Hangzhou Normal University（杭州师范大学生命与环境科学学院）；School of Automation and Electrical Engineering, Zhejiang University of Science and Technology（浙江大学科学技术学院自动化与电气工程学院）；John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences, Harvard University（哈佛大学约翰·A·保罗森工程与应用科学学院）
本文提出了一种基于自动编码器的贝尔型测试，用于探测神经表示中的非经典性特征，探索神经信息处理可能涉及的量子效应。
2026-08-04 cs.LG physics.bio-ph quant-ph
Control of individual electron-spin pairs in an electron-spin bath
本文利用单个NV中心对电子自旋浴的相干反作用，实现了对一对浴自旋的检测、制备与动力学控制，并以亚纳米分辨率成像，揭示了编码在自旋对中的量子比特具有44(9) ms的长退相位时间，为理解和操控中心自旋退相干的微观机制及自旋系统传感提供了新途径。
2023-11-28 cond-mat.mes-hall quant-ph
Information-theoretic equilibration: the appearance of irreversibility under complex quantum dynamics
当基础力学理论是可逆的时，不可逆性如何作为一种普遍现象出现的问题一直是经典力学和量子力学的一个长期存在的基本问题。我们描述了一种机制的外观不可逆性，适用于相干，孤立系在一个纯量子态。这种平衡机制只需要假设足够复杂的内部动力学和自然的信息理论的约束所产生的不可行的收集天文数字量的测量数据。值得注意的是，我们能够证明，不可逆性可以被理解为典型的，而不需要假设退相干或限制到粗粒度的可观测量，因此发生在不同的条件和时间尺度比通常的退相干的观点所暗示的。我们在几个模型系统中数值说明了这种效应，并证明了这种效应在复杂量子系统的标准随机矩阵猜想下是典型的。
2013-09-18 cond-mat.stat-mech quant-ph
Environment-Enhanced Single-Photon Absorption in a Nano-Ring of Dipole-Coupled Quantum Emitters
Universitat de Barcelona（巴塞罗那大学）；Institut de Ciències del Cosmos, Universitat de Barcelona（宇宙科学研究所，巴塞罗那大学）；Universität Innsbruck（因斯布鲁克大学）
通过环境诱导退相干机制（如退相或声子耦合）填充弱辐射子辐射模式，显著增强量子发射体纳米环中的单光子吸收。
2026-05-27 cond-mat.quant-gas quant-ph
Routing Dynamics in Distributed Quantum Networks
本研究探讨了分布式量子网络中叠加与纠缠等量子效应对路由策略的影响，通过模拟不同规模节点网络评估发现，量子相干性在特定条件下能提升路由保真度，但也带来了计算开销和网络规模敏感性的挑战，为设计稳健的量子网络提供了新见解。
2025-02-25 cs.NI quant-ph
