論文の概要: Dephasing in the central spin problem with long-range Ising spin-bath coupling

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.12749v1
• Date: Thu, 19 Sep 2024 13:14:31 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-11-07 13:34:43.239481
• Title: Dephasing in the central spin problem with long-range Ising spin-bath coupling
• Title（参考訳）: 長距離イジングスピンバスカップリングによる中心スピン問題のデフォーカス
• Authors: Kevin Ben Attar, Nir Bar-Gill,
• Abstract要約: 中心スピンモデルにおけるqubit dephasingの中心極限定理について検討する。 この近似をイジング・スピン・システムで描かれた浴槽の近似式として証明する。 ある種の場合、すなわち、短距離(指数的に崩壊する)カップリングに対して、この近似が破れることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The study of coherence dynamics in open quantum systems, specifically addressing various physical realizations of quantum systems and environments, is a long-standing and central pillar of quantum science and technology. As such, a large body of work establishes a firm theoretical understanding of these processes. Nevertheless, a fundamental aspect of decoherence dynamics, namely the central limit theorem of qubit dephasing in the central spin model, which leads to a Gaussian approximation, lacks formal proof in realistically relevant scenarios. Here we prove this approximation for a bath depicted by an Ising spin system, in the presence of disorder and several (most relevant) functional forms of qubit-bath coupling. Importantly, we show that in certain cases, namely for short-range (exponentially decaying) coupling, this approximation breaks. These results provide a theoretical framework for studying decoherence dynamics in various systems and lead to insights into dephasing behavior with implications for applications in quantum information, quantum computing, and other quantum technologies.
• Abstract（参考訳）: オープン量子系におけるコヒーレンスダイナミクスの研究、特に量子システムと環境の様々な物理的実現に対処する研究は、量子科学とテクノロジーの長年の柱である。 このように、膨大な量の研究がこれらの過程をしっかりと理論的に理解している。 それにもかかわらず、デコヒーレンス力学の基本的な側面、すなわち中心スピンモデルにおける量子ビットのDephasingの中央極限定理は、ガウス近似をもたらすが、現実的に関連するシナリオにおいて形式的な証明を欠いている。 ここでは、イジング・スピン・システム(Ising spin system)によって描かれた浴槽に対するこの近似を、障害の存在と、いくつかの(最も関連する)機能的なQubit-bath結合の存在下で証明する。 重要なことに、いくつかのケース、すなわち、短距離(指数的に崩壊する)結合の場合、この近似は破滅する。 これらの結果は、様々なシステムのデコヒーレンスダイナミクスを研究するための理論的枠組みを提供し、量子情報、量子コンピューティング、その他の量子技術への応用に影響を及ぼすような、デコヒーレンスな振る舞いに対する洞察をもたらす。

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