論文の概要: Effect of Cross-Spectral Correlations on Qubit Dynamics: Coherence Revival and Relaxation Modulation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.04672v1
- Date: Wed, 05 Aug 2026 10:30:33 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-08-06 14:48:43.825544
- Title: Effect of Cross-Spectral Correlations on Qubit Dynamics: Coherence Revival and Relaxation Modulation
- Title（参考訳）: 交叉スペクトル相関がクビットダイナミクスに及ぼす影響:コヒーレンス・リバイバルと緩和変調
- Authors: Siddhartha Dutta, Sujay Mondal, Abhijit Bandyopadhyay,
- Abstract要約: 本研究では, 縦方向雑音と横方向雑音との相関関係について検討した。
相関した多軸雑音は時間内にコヒーレンス損失とエネルギー緩和を再分配できることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 20.37811669228711
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We investigate the reduced dynamics of a qubit subject to correlated longitudinal and transverse noise arising from its coupling to a shared bosonic bath. The environmental fluctuations are characterized by a positive-semidefinite matrix-valued spectral density, whose complex off-diagonal elements encode correlations between dephasing and relaxation channels in the frequency domain. Within the second-order time-convolutionless framework, we derive closed time-local equations for the Bloch-vector components of the reduced density matrix. The numerical implementation is validated against the exact pure-dephasing solution and the established behavior of the transverse-coupling spin-boson model. When both noise channels are present, the cross-spectral terms couple the otherwise distinct dephasing and relaxation sectors, producing dynamics that cannot be reproduced by adding independent noise contributions. In particular, the correlations generate non-monotonic population relaxation and a transient revival of coherence following its initial decay. The strength, bandwidth, delay, and phase of the cross spectrum provide control parameters for the magnitude and temporal structure of these effects. Our results demonstrate that correlated multi-axis noise can redistribute coherence loss and energy relaxation in time, thereby providing finite temporal windows of enhanced coherence or suppressed relaxation within the weak-coupling regime.
- Abstract（参考訳）: 共振器と共振器の結合による長手および横方向の雑音に対する量子ビットの周波数特性の低減について検討した。
環境変動は, 周波数領域における劣化チャネルと緩和チャネルの相関関係を複素対角線要素でエンコードする正の半無限行列値スペクトル密度によって特徴づけられる。
2階時間畳み込みの枠組みの中で、還元密度行列のブロッホベクトル成分に対する閉時間局所方程式を導出する。
数値的な実装は, 正確な純劣解と横結合スピンボソンモデルの確立された挙動に対して検証される。
両方のノイズチャンネルが存在する場合、クロススペクトル用語は、他のものとは別個のデフォーカスと緩和セクターを結合し、独立したノイズコントリビューションを加えることで再生できないダイナミクスを生成する。
特に、相関は非単調な集団緩和と、その初期崩壊後のコヒーレンスを過渡的に復活させる。
クロススペクトルの強度、帯域幅、遅延、位相は、これらの効果の大きさと時間的構造の制御パラメータを提供する。
その結果, 相関した多軸雑音は時間内にコヒーレンス損失とエネルギー緩和を再分配し, 弱結合状態内でのコヒーレンス向上や緩和を抑制する有限時間窓を提供することが示唆された。
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