解析与数值方法的比较及浴耦合对量子退相干的影响

从理论上研究了量子比特在结构化环境中的动力学。该模型的一个视角是具有洛伦兹型谱密度的自旋-玻色子模型。另一个视角是量子比特耦合到一个谐振子（HO），而该谐振子又耦合到一个欧姆环境。针对此问题，应用并比较了两种不同的方法。一种是基于幺正变换的微扰方法。由于变换后的哈密顿量具有旋转波近似（RWA）形式，我们称之为变换旋转波近似（TRWA）方法。另一种是准绝热传播子路径积分（QUAPI）的数值精确方法。TRWA方法可以从第一个视角应用。而QUAPI方法可以从两个视角应用。我们发现，从第一个视角来看，QUAPI仅在大$\Gamma$时效果良好。因为当$\Gamma$较小时，记忆时间对于QUAPI的实际计算来说过长。我们将这种处理称为QUAPI1。从第二个视角来看，QUAPI在小$\Gamma$时效果良好，因为随着$\Gamma$增加，非绝热效应变得更加重要，需要更小的时间步长和更多的步数来获得准确结果，这也会迅速耗尽计算资源。这种处理称为QUAPI2。我们发现TRWA方法在整个$\Gamma$参数范围内效果良好，并且与QUAPI1和QUAPI2显示出良好的一致性。另一方面，我们发现随着HO与浴之间耦合的增强，量子比特的退相干可以减弱。这一结果可能与量子计算机的设计相关。