多能级系统与热环境之间的相干性与相位耗散
介观与纳米尺度物理
2007-05-23 v1
摘要
我们考察了多能级对量子系统相干性和相位耗散特性的影响。该系统由一个非理想的二维子空间（即量子比特）以及该量子比特子空间上方若干高能级组成。整个系统通过 Caldeira-Leggett 类型耦合与环境浴相互作用。我们采用的数据模型可在 N ~ 10 的水平上产生量子比特态与高能级之间的非可忽略的耦合。与纯二维系统不同，在多能级系统中，量子信息可以通过环境引起的非共振及共振激发泄漏出量子比特子空间。我们使用系统简化密度矩阵的主方程形式，对量子比特子空间的相干性进行数值分析。我们数值考察了随环境频率谱、环境温度以及多能级系统参数变化而引起的弛豫和相位耗散时间。我们观察到所有能量尺度在噪声谱中对短时间动力学的影响，表明在短时间内非共振跃迁占主导地位。计算得到的弛豫和相位耗散时间随 N 在 4 < N < 10 时强烈依赖于 N，当 N > 10 时趋于饱和。我们还考察了 N >= 4 的双简并系统，观察到在低温下弛豫和相位耗散速率被显著抑制（约降低两个数量级）。对于 N >= 4 的双简并能配置，重要观察是我们发现相对于单简并系统，简并态的 RD 速率显著抑制。这些结果还与费米金字塔规则得到的弛豫速率进行了定性比较。
引用
@article{arxiv.cond-mat/0311136,
title = {Decoherence and dephasing in multilevel systems interacting with thermal environment},
author = {T. Hakioglu and K. Savran},
journal= {arXiv preprint arXiv:cond-mat/0311136},
year = {2007}
}
备注
11 pages, 14 figures Submitted Phys. Rev. B