論文の概要: Preserving quantum correlations and coherence with non-Markovianity

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2106.13573v1
• Date: Fri, 25 Jun 2021 11:52:51 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-25 14:08:41.155483
• Title: Preserving quantum correlations and coherence with non-Markovianity
• Title（参考訳）: 非マルコフ性との量子相関とコヒーレンスの保存
• Authors: Marek Miller, Kang-Da Wu, Manfredi Scalici, Jan Kolodynski, Guo-Yong Xiang, Chuan-Feng Li, Guang-Can Guo, Alexander Streltsov
• Abstract要約: 量子系における相関とコヒーレンスを保存するための非マルコビアン性の有用性を示す。 共変量子ビットの進化に対して、非マルコビアン性は、常に量子コヒーレンスを保存するために使用できることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 50.591267188664666
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Open quantum systems exhibit a rich phenomenology, in comparison to closed quantum systems that evolve unitarily according to the Schr\"odinger equation. The dynamics of an open quantum system are typically classified into Markovian and non-Markovian, depending on whether the dynamics can be decomposed into valid quantum operations at any time scale. Since Markovian evolutions are easier to simulate, compared to non-Markovian dynamics, it is reasonable to assume that non-Markovianity can be employed for useful quantum-technological applications. Here, we demonstrate the usefulness of non-Markovianity for preserving correlations and coherence in quantum systems. For this, we consider a broad class of qubit evolutions, having a decoherence matrix separated from zero for large times. While any such Markovian evolution leads to an exponential loss of correlations, non-Markovianity can help to preserve correlations even in the limit $t \rightarrow \infty$. For covariant qubit evolutions, we also show that non-Markovianity can be used to preserve quantum coherence at all times, which is an important resource for quantum metrology. We explicitly demonstrate this effect experimentally with linear optics, by implementing the required evolution that is non-Markovian at all times.
• Abstract（参考訳）: 開量子系はシュリンガー方程式に従って一元的に進化する閉量子系と比較して豊かな現象論を示す。 開量子系の力学は通常、任意の時間スケールで量子力学を有効な量子演算に分解できるかどうかによってマルコフ的および非マルコフ的に分類される。 マルコフの進化は非マルコフ力学と比較してシミュレートが容易であるため、非マルコフ性は有用な量子技術応用に利用できると仮定することは妥当である。 本稿では,量子系における相関とコヒーレンスを保存するための非マルコフ性の有用性を示す。 このために我々は、デコヒーレンス行列をゼロから大きく分離した、広範囲な量子ビット進化のクラスを考える。 そのようなマルコフの進化は、指数関数的な相関の損失をもたらすが、非マルコフ性は、極限 $t \rightarrow \infty$ においても相関を維持するのに役立つ。 共変量子ビットの進化について、非マルコビアン性は、常に量子コヒーレンスを維持するのに利用できることを示す。 我々は,この効果を線形光学を用いて実験的に証明し,常に非マルコフ型である所要進化を実装した。

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