論文の概要: Exact dynamics of the homogeneous two-qubit $XXZ$ central spin model
with the spin bath prepared in superpositions of symmetric Dicke states
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2006.00550v2
- Date: Sat, 29 Aug 2020 14:28:20 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-17 20:34:40.366275
- Title: Exact dynamics of the homogeneous two-qubit $XXZ$ central spin model
with the spin bath prepared in superpositions of symmetric Dicke states
- Title（参考訳）: 対称ディック状態の重ね合わせで準備されたスピン浴を持つ同質2-qubit $XXZ$中心スピンモデルの厳密なダイナミクス
- Authors: Zejiang Li, Pei Yang, Wen-Long You, Ning Wu
- Abstract要約: スピンコヒーレント状態で浴を調製した場合, 単一量子ラビ振動の崩壊・復活現象について検討した。
個々の浴槽では、コヒーレント力学は単一キュービットの純度力学と正の相関が認められた。
共沸浴に結合した2つの初期分離可能な量子ビットの絡み合い生成についても検討し, 崩壊と回復挙動を観察した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.192755999383247
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We obtain exact dynamics of a two-qubit central spin model (CSM) consisting
of two interacting qubits homogeneously coupled to a spin bath via the
$XXZ$-type coupling, with the bath initially prepared in linear superpositions
of the symmetric Dicke states. Using the interaction picture Hamiltonian with
respect to the non-spin-flipping part of the model, we derive a sequence of
equations of motion within each magnetization sector satisfied by the
probability amplitudes of the time-evolved state. These equations of motion
admit analytical solutions for the single-qubit CSM in which one of the two
central qubits decouples from the rest of the system. Based on this, we provide
a quantitative interpretation to the observed collapse-revival phenomena in the
single-qubit Rabi oscillations when the bath is prepared in the spin coherent
state. We then study the disentanglement and coherence dynamics of two
initially entangled noninteracting qubits when the two qubits interact with
individual baths or with a common bath. For individual baths the coherent
dynamics is found to positively correlated to the single-qubit purity dynamics,
and entanglement sudden disappearance and revivals are observed in both cases.
The entanglement creation of two initially separable qubits coupled to a common
bath is also studied and collapse and revival behaviors in the entanglement
dynamics are observed. Choosing the equally weighted state and the $W$-class
states as the bath initial states, we finally study the dynamics of
entanglement between two individual bath spins and demonstrate the entanglement
sharing mechanism in such a system.
- Abstract（参考訳）: 2つの相互作用する量子ビットからなる2量子中心スピンモデル(CSM)の正確なダイナミクスを$XXZ$-type結合によってスピンバスに均一に結合し、最初は対称ディケンデ状態の線形重ね合わせで生成した。
モデルの非スピンフリッピング部分に関する相互作用図ハミルトニアンを用いて、時間発展状態の確率振幅で満たされた各磁化セクタ内の運動方程式の列を求める。
これらの運動方程式は、系の他の部分から2つの中心量子ビットのうちの1つが分離する単一量子ビット CSM の解析解を許容する。
そこで本研究では, スピンコヒーレント状態で浴を調製した場合の単一量子ビットRabi発振における崩壊・復活現象を定量的に解釈する。
次に、2つの量子ビットが個々の浴槽や共通の浴槽と相互作用する場合に、2つの非相互作用量子ビットの絡み合いとコヒーレンスダイナミクスを研究する。
個別浴槽の場合, コヒーレントダイナミクスは単一キュービット純度ダイナミクスと正の相関がみられ, 両症例とも突然の消失と回復が観察された。
共浴に結合した2つの初期分離可能な量子ビットの絡み合い生成も研究され、絡み合いダイナミクスにおける崩壊と再生挙動が観察される。
浴槽初期状態として等度重み付け状態とw$-class状態を選択することで,2つの浴槽スピン間の絡み合いのダイナミクスを究明し,そのようなシステムにおける絡み合い共有機構を実証した。
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