論文の概要: Decoherence-Free Subspaces Cannot Prevent the Collapse of Wave Functions
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.00112v1
- Date: Wed, 31 Jan 2024 19:00:02 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-02-02 17:36:11.251408
- Title: Decoherence-Free Subspaces Cannot Prevent the Collapse of Wave Functions
- Title（参考訳）: デコヒーレンスフリー部分空間は波動関数の崩壊を防げない
- Authors: Alfred Li, Herschel A. Rabitz, Benjamin Lienhard
- Abstract要約: 量子情報処理の限界を調べることは、量子プロセッサやアルゴリズムの開発を進める上で不可欠である。
量子システムの運用における一般的な課題は、意図しない波動関数の崩壊である。
自然放出は物理量子プロセッサレベルでの最大性能を制限する可能性がある。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.36832029288386137
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Ensuring the effectiveness of quantum information processing relies on
prolonged coherence times and precise quantum control. Investigating the
limitations of quantum information processing is vital for advancing the
development of quantum processors and algorithms. One common challenge in
operating quantum systems is an unintended wave function collapse. A random
wave function collapse associated with the loss of energy is referred to as
spontaneous emission. Spontaneous emission may limit the maximal performance at
the physical quantum processor level. Decoherence-free subspaces, theoretically
immune to non-unitary dynamics induced by environmental interactions, offer a
potential solution. Encoding quantum information in such a subspace can protect
it from environmental disturbances, maintaining coherence for extended periods.
In this study, we explore the existence of a decoherence-free subspace
resilient to spontaneous wave function collapses modeled by continuous
spontaneous localization -- a mathematical framework at the forefront of
addressing the measurement problem in quantum mechanics. Our findings reveal
that decoherence-free subspaces cannot shield against spontaneous wave function
collapses modeled by continuous spontaneous localization, establishing the
spontaneous emission rate as an upper limiting factor on the physical coherence
time of quantum systems.
- Abstract（参考訳）: 量子情報処理の有効性を保証するには、長いコヒーレンス時間と正確な量子制御に依存する。
量子情報処理の限界を調べることは、量子プロセッサやアルゴリズムの開発を進める上で不可欠である。
量子システムの運用における一般的な課題は、意図しない波動関数の崩壊である。
エネルギー損失に伴うランダム波動関数の崩壊は自発的放出と呼ばれる。
自然放出は物理量子プロセッサレベルでの最大性能を制限する可能性がある。
環境相互作用によって誘導される非単位動力学に理論的に免疫を持つ非コヒーレンスな部分空間は、潜在的な解決策を提供する。
このような部分空間に量子情報をエンコードすることは環境障害から保護し、長期間コヒーレンスを維持する。
本研究では,連続的自発的局所化によってモデル化された自発的波動関数の崩壊に対する非一貫性のない部分空間の存在について検討する。
その結果,非コヒーレンスな部分空間は連続的な自発局所化によってモデル化された自然波動関数の崩壊に対して遮蔽できないことが判明した。
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