論文の概要: Path integral framework for characterizing and controlling decoherence
induced by non-stationary environments on a quantum probe
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2203.05063v1
- Date: Wed, 9 Mar 2022 21:47:16 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-22 19:18:02.507953
- Title: Path integral framework for characterizing and controlling decoherence
induced by non-stationary environments on a quantum probe
- Title（参考訳）: 量子プローブ上の非定常環境によるデコヒーレンスの特性と制御のための経路積分フレームワーク
- Authors: Martin Kuffer, Analia Zwick, Gonzalo A. Alvarez
- Abstract要約: 量子プローブにより非定常環境変動を特徴づける枠組みを導入する。
局所的な非定常雑音の幅広いサブクラスに対する物理的洞察を示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Reliable processing of quantum information is a milestone to achieve for the
deployment of quantum technologies. Uncontrolled, out-of-equilibrium sources of
decoherence need to be characterized in detail for designing the control of
quantum devices to mitigate the loss of quantum information. However, quantum
sensing of such environments is still a challenge due to their non-stationary
nature that in general can generate complex high-order correlations. We here
introduce a path integral framework to characterize non-stationary
environmental fluctuations by a quantum probe. We found the solution for the
decoherence decay of non-stationary, generalized Gaussian processes that induce
pure dephasing. This dephasing when expressed in a suitable basis, based on the
non-stationary noise eigenmodes, is defined by the overlap of a generalized
noise spectral density and a filter function that depends on the control
fields. This result thus extends the validity to out-of-equilibrium
environments, of the similar general expression for the dephasing of open
quantum systems coupled to stationary noises. We show physical insights for a
broad subclass of non-stationary noises that are local-in-time, in the sense
that the noise correlation functions contain memory based on constraints of the
derivatives of the fluctuating noise paths. Spectral and non-Markovian
properties are discussed together with implementations of the framework to
treat paradigmatic environments that are out-of-equilibrium, e.g. due to a
quench and a pulsed noise. We show that our results provide tools for probing
the spectral and time-correlation properties, and for mitigating decoherence
effects of out-of-equilibrium -- non-stationary -- environments.
- Abstract（参考訳）: 量子情報の信頼性のある処理は、量子技術の展開のためのマイルストーンである。
非制御で非平衡なデコヒーレンス源は、量子情報の損失を軽減するために量子デバイスの制御を設計するために詳細に特徴付ける必要がある。
しかし、そのような環境の量子センシングは、一般に複雑な高次相関を生成できる非定常性のため、依然として課題である。
本稿では,非定常環境変動を量子プローブで特徴づける経路積分フレームワークを提案する。
非定常、一般化されたガウス過程のデコヒーレンス崩壊の解が純粋なデフォーカスを引き起こす。
非定常ノイズ固有モードに基づいて適切に表現された場合の強調は、一般化された雑音スペクトル密度と制御場に依存するフィルタ関数の重なりによって定義される。
これにより、定常雑音に結合したオープン量子系のデファス化に関する同様の一般表現の平衡外環境への妥当性が拡張される。
雑音相関関数が変動する雑音経路の導関数の制約に基づいてメモリを含むという意味で,局所的に発生する非定常ノイズの幅広いサブクラスに対する物理的洞察を示す。
スペクトル特性と非マルコフ特性は、例えばクエンチとパルスノイズのために平衡外であるパラダイム環境を扱うためのフレームワークの実装とともに議論される。
その結果, スペクトル特性と時間相関特性, および非定常環境の非一貫性効果を緩和するためのツールが得られた。
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