論文の概要: Correlated noise enhances coherence and fidelity in coupled qubits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2308.00841v1
• Date: Tue, 1 Aug 2023 21:13:35 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-08-03 14:28:32.215058
• Title: Correlated noise enhances coherence and fidelity in coupled qubits
• Title（参考訳）: 相関ノイズは結合量子ビットのコヒーレンスと忠実性を高める
• Authors: Eric R Bittner and Hao Li and Syad A. Shah and Carlos Silva and Andrei Piryatinski
• Abstract要約: 雑音相関は、最大絡み合った(ベル)状態の忠実度と純度を高めることができる。 これらの観測は、高忠実度量子ゲートと通信プロトコルの設計に有用である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.787049285733455
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: It is generally assumed that environmental noise arising from thermal fluctuations is detrimental to preserving coherence and entanglement in a quantum system. In the simplest sense, dephasing and decoherence are tied to energy fluctuations driven by coupling between the system and the normal modes of the bath. Here, we explore the role of noise correlation in an open-loop model quantum communication system whereby the ``sender'' and the ``receiver'' are subject to local environments with various degrees of correlation or anticorrelation. We introduce correlation within the spectral density by solving a multidimensional stochastic differential equations and introduce these into the Redfield equations of motion for the system density matrix. We find that correlation can enhance both the fidelity and purity of a maximally entangled (Bell) state. Moreover, by comparing the evolution of different initial Bell states, we show that one can effectively probe the correlation between two local environments. These observations may be useful in the design of high-fidelity quantum gates and communication protocols.
• Abstract（参考訳）: 一般に、熱揺らぎに起因する環境騒音は、量子系におけるコヒーレンスと絡み合いの保存に有害であると仮定される。 最も単純な意味では、デファスメントとデコヒーレンスは、システムと浴槽の通常のモードの結合によって駆動されるエネルギー変動と結びついている。 本稿では,'sender' と `receiver'' が様々な相関関係や反相関関係を持つ局所環境に対象とするオープンループモデル量子通信システムにおける雑音相関の役割について検討する。 本研究では,多次元確率微分方程式を解いてスペクトル密度内の相関関係を導入し,システム密度行列のレッドフィールド運動方程式に導入する。 相関関係は、最大に絡み合った(ベル)状態の忠実性と純度の両方を高めることができる。 さらに,異なる初期ベル状態の進化を比較することにより,2つの局所環境間の相関を効果的に探究できることを示す。 これらの観測は、高忠実性量子ゲートや通信プロトコルの設計に有用である。

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