論文の概要: Preserving quantum coherence in thermal noisy systems via qubit frequency modulation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.17048v1
• Date: Sun, 19 Oct 2025 23:22:57 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-10-25 00:56:39.265243
• Title: Preserving quantum coherence in thermal noisy systems via qubit frequency modulation
• Title（参考訳）: 量子ビット周波数変調による熱雑音系における量子コヒーレンス保存
• Authors: Mahshid Khazaei Shadfar, Farzam Nosrati, Ali Mortezapour, Vincenzo Macri, Roberto Morandotti, Rosario Lo Franco,
• Abstract要約: コヒーレンス(コヒーレンス)は 環境デコヒーレンス(特に熱環境)に 強い影響を受けます 放散チャネルと脱落チャネルからなる熱貯留層と相互作用する単一周波数変調量子ビットについて検討した。 FMは, 放熱雑音下では非効率でありながら, 放熱の存在下でのコヒーレンスを著しく保っていることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum coherence is a key resource underpinning quantum technologies, yet it is highly susceptible to environmental decoherence, especially in thermal settings. While frequency modulation (FM) has shown promise in preserving coherence at zero temperature, its effectiveness in realistic, noisy thermal environments remains unclear. In this work, we investigate a single frequency-modulated qubit interacting with a thermal phase-covariant reservoir composed of dissipative and dephasing channels. We demonstrate that FM significantly preserves coherence in the presence of thermal dissipation while being ineffective under thermal pure-dephasing noise due to commutation between system and interaction Hamiltonians. When both noise channels are present, FM offers protection only for weak dephasing coupling. Our findings clarify the limitations and potential of FM-based coherence protection under thermal noise, supplying practical insights into designing robust quantum systems for quantum applications.
• Abstract（参考訳）: 量子コヒーレンス(quantum coherence)は、量子技術の基盤となる重要な資源であるが、特に温度設定において、環境デコヒーレンスの影響を受けやすい。 周波数変調(FM)は、0温度でのコヒーレンス保存に有望であるが、現実的でノイズの多い熱環境におけるその有効性は未だ不明である。 本研究では,散逸チャネルと脱落チャネルからなる熱位相共変貯留層と相互作用する単一周波数変調量子ビットについて検討する。 我々は,FMが熱拡散の存在下でのコヒーレンスを保ちながら,システムと相互作用ハミルトニアン間の交換による純劣化雑音下では有効でないことを示した。 両方のノイズチャネルが存在する場合、FMは弱いデフォーカス結合のためにのみ保護を提供する。 熱雑音下でのFMベースのコヒーレンス保護の限界と可能性を明らかにし,量子アプリケーションのための堅牢な量子システムを設計するための実用的な知見を提供する。

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