通过多量子比特碰撞实现的集体增强热化

我们研究了一个目标量子比特因与$N$量子比特簇发生多次随机碰撞而引起的演化。根据簇态的不同，目标量子比特的演化可能对应于其与热浴、相干（激光）驱动或压缩浴的有效相互作用。在目标量子比特弛豫到热态的情况下，其动力学可展现量子优势：只要通过非热手段制备簇中适当的相干性，目标量子比特的温度可按比例缩放至$N^2$，且热化时间可按相近因子缩短。我们称这些效应为量子超热化，因其与超辐射类似。本文提出了这些效应的实验实现方案。