論文の概要: Thermalization and dephasing in an isolated system of coupled qubits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.25336v1
• Date: Mon, 21 Sep 2026 19:28:07 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-09-23 18:04:04.090684
• Title: Thermalization and dephasing in an isolated system of coupled qubits
• Title（参考訳）: 結合量子ビットの分離系における熱化とデファス化
• Abstract要約: サブシステムとして一度に1キュービットを取る結合量子ビットの集合を分離して解析する。 量子ビット間の線形結合では、縮退したものだけが相互作用し、系は熱分布に到達しない。 超伝導量子回路を用いた潜在的実験手法を提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
• Abstract: A system evolving unitarily does not dephase or thermalize by definition. Yet, if one considers a part of a unitary system, situation is different. Here we analyze an isolated set of coupled qubits taking one qubit at a time as a subsystem, and writing self-consistently a weak-coupling master equation for it. Weakly anharmonic oscillators and ideal qubits (two-level systems) demonstrate dephasing, i.e. the diagonal elements of the density matrix reach a steady-state in the long-time limit, and the off-diagonal elements of ideal qubits decay exponentially. For the linear coupling between the qubits, only the degenerate ones interact, and the system does not reach thermal distribution. However, non-linearity, in our analysis in form of three-wave mixing, ensures a thermal distribution in the long time limit, where the temperature is determined uniquely by the energy in the initial non-thermal state. Finally, we present a potential experimental scheme based on a superconducting quantum circuit.
• Abstract（参考訳）: 一元的に進化する系は、定義によって脱相または熱化しない。 しかし、一元的なシステムの一部を考えると、状況は異なる。 ここでは、サブシステムとして一度に1つのキュービットを取る結合量子ビットの孤立した集合を分析し、それに対して自己整合的に弱カップリングマスター方程式を記述する。 弱無調波振動子と理想量子ビット(二レベル系)は、密度行列の対角要素が長時間の極限で定常状態に達し、理想量子ビットの対角要素が指数関数的に崩壊することを示す。 量子ビット間の線形結合では、縮退したものだけが相互作用し、系は熱分布に到達しない。 しかし、非線形性は3波混合の形で解析することにより、温度が初期非熱状態のエネルギーによって一意に決定される長寿命の温度分布を確実にする。 最後に,超伝導量子回路を用いた潜在的実験手法を提案する。

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