一种在量子信息处理器上建模退相干的方法

我们开发并实现了一种在 N 维量子系统上建模退相干过程的方法，该方法仅需一个 $N^2$ 维量子环境以及随机经典场。该模型的优势在于可于小型量子信息处理器上实现，以探索半经典与全量子模型之间的中间 regime。我们特别考虑了诱导相干（相位）阻尼的 $\sigma_z\sigma_z$ 系统-环境耦合，尽管该模型可直接推广至其他耦合哈密顿量。通过对环境单独施加额外的随机哈密顿量、周期性地重整它，从而不可逆地随机化因耦合而泄漏到环境中的系统相位信息，获得系统的有效不可逆相位阻尼。该模型在相位阻尼情形下精确可解，我们利用该解描述了某些极限情形下的模型行为。在小随机相位踢极限下，系统相干性以随踢频线性增加的速率指数衰减。在强踢情形下，我们观察到系统与环境的effective解耦。我们给出了该方法在核磁共振量子信息处理器上的详细实现。