論文の概要: Quantum Speed Limits in Qubit Dynamics Driven by Bistable Random Telegraph Noise: From Markovian to Non-Markovian Regimes
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.15808v1
- Date: Tue, 22 Apr 2025 11:45:34 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-04-30 20:41:56.680391
- Title: Quantum Speed Limits in Qubit Dynamics Driven by Bistable Random Telegraph Noise: From Markovian to Non-Markovian Regimes
- Title（参考訳）: ビスタブルランダムテレグラフノイズによるクビットダイナミクスの量子速度限界:マルコフから非マルコフレジームへ
- Authors: Maryam Hadipour,
- Abstract要約: バイスタブル・ランダム・テレグラフノイズ(RTN)により引き起こされる純粋劣化を受ける単一超伝導量子ビットの量子速度限界(QSL)について検討する。
正確な可解モデルを用いて, RTNパラメータ間の相互作用, スイッチング率, 結合強度, 初期条件がマルコフ力学と非マルコフ力学の遷移をどのように支配するかを考察する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We investigate the quantum speed limit (QSL) of a single superconducting qubit subjected to pure dephasing induced by bistable random telegraph noise (RTN), a common environmental disturbance in solid state quantum systems. Using an exactly solvable model, we explore how the interplay between RTN parameters the switching rate, coupling strength, and initial condition governs the transition between Markovian and non-Markovian dynamics. A coherence based measure is employed to quantify non-Markovianity, and a unified quantum speed limit bound is derived based on relative purity. Our results reveal that in thermodynamic equilibrium, non-Markovian memory effects significantly reduce the quantum speed limit time, accelerating quantum evolution through information backflow. In contrast, under non-equilibrium initial conditions, the system exhibits purely Markovian behavior regardless of coupling strength, although strong coupling still leads to speedup via enhanced dephasing. These findings offer valuable insights for designing fast and noise resilient quantum protocols by controlling both dynamical parameters and noise initialization.
- Abstract（参考訳）: 固体量子系における一般的な環境障害であるバイスタブルランダムテレグラフノイズ(RTN)によって引き起こされる純粋に劣化した1つの超伝導量子ビットの量子速度限界(QSL)について検討する。
正確な可解モデルを用いて, RTNパラメータ間の相互作用, スイッチング率, 結合強度, 初期条件がマルコフ力学と非マルコフ力学の遷移をどのように支配するかを考察する。
コヒーレンスに基づく測度が非マルコビアン性の定量化に使われ、相対純度に基づいて統一的な量子速度制限境界が導出される。
その結果, 熱力学的平衡では, 非マルコフメモリ効果は量子速度制限時間を著しく減少させ, 情報逆流による量子進化を加速させることがわかった。
対照的に、非平衡初期条件下では、システムは結合強度に関係なく純粋にマルコフ的振舞いを示すが、強いカップリングはなおも強化されたデファス化によってスピードアップにつながる。
これらの知見は、動的パラメータと雑音初期化の両方を制御することにより、高速でノイズ耐性の量子プロトコルを設計するための貴重な洞察を与える。
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