論文の概要: Quantum Wall States for Noise Mitigation and Eternal Purity Bounds

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.07944v1
• Date: Thu, 10 Jul 2025 17:30:12 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-07-11 16:40:15.512773
• Title: Quantum Wall States for Noise Mitigation and Eternal Purity Bounds
• Title（参考訳）: ノイズ低減のための量子壁状態と永遠の純度境界
• Authors: Miguel Casanova, Francesco Ticozzi,
• Abstract要約: 受動ノイズ分離が強化された近似デコヒーレンスのない部分空間が見つかる。 壁サブシステムと呼ばれる支配的な環境相互作用を媒介するサブシステム上でのアクティブな状態安定化制御は、有効な量子壁状態を生成する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The present work analyzes state-stabilization techniques for decoupling a subsystem from environmental interactions. The proposed framework uses analytical and numerical tools to find an approximate decoherence-free subspace (DFS) with enhanced passive noise isolation. Active state-stabilizing control on a subsystem mediating dominant environmental interactions, which we call wall subsystem, creates an effective quantum wall state. The proposed method controls only the wall subsystem, leaving the logical subsystem untouched. This simplifies logic operations in the protected subsystem, and makes it suitable for integration with other quantum information protection techniques, such as dynamical decoupling (DD). We demonstrated its effectiveness in enhancing the performance of selective or complete DD. Under suitable conditions, our method maintains system purity above a threshold for all times, achieving eternal purity preservation. Theoretical analysis links this behavior to the asymptotic spectrum of the Hamiltonian when the control gain grows unbounded.
• Abstract（参考訳）: 本研究は,環境相互作用からサブシステムを切り離すための状態安定化技術を分析する。 提案フレームワークは解析的および数値的ツールを用いて、受動ノイズ分離を増強した近似デコヒーレンスフリー部分空間(DFS)を求める。 壁サブシステムと呼ばれる支配的な環境相互作用を媒介するサブシステム上でのアクティブな状態安定化制御は、有効な量子壁状態を生成する。 提案手法は壁サブシステムのみを制御し,論理サブシステムに手を加えない。 これは保護されたサブシステムにおける論理操作を単純化し、動的疎結合(DD)のような他の量子情報保護技術との統合に適している。 選択的もしくは完全DDの性能向上に有効であることを示した。 適切な条件下では, 常にしきい値を超えるシステム純度を維持し, 永遠の純度保存を実現する。 理論的解析は、制御ゲインが非有界に成長するときに、この振る舞いをハミルトンの漸近スペクトルに関連付ける。

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