$XXX$ 中心自旋模型中纠缠量子态的退相干动力学

维持量子比特的相干性对于实际实现大规模量子计算机至关重要。在这项工作中，我们研究了 $XXX$ 中心自旋模型 (CSM) 中的中心自旋退相干问题，并关注具有不同初始纠缠的量子态，即浴内纠缠或系统-浴纠缠。我们解析地得到了它们的保真度、纠缠和量子相干性的演化。当初始浴自旋构成 $N$ 粒子纠缠态（Greenberger-Horne-Zeilinger 浴或 $W$-浴）时，其保真度演化的主导振幅均按 $\mathcal O(1/N)$ 标度，这与完全极化浴的情况相同。然而，当中心自旋与其中一个浴自旋最大纠缠时，其保真度演化的振幅标度从 $\mathcal O(1/N)$ 降至 $\mathcal O(1/N^2)$。这意味着适当的初始系统-浴纠缠有助于抑制中心自旋退相干。此外，借助系统-浴纠缠，我们实现了中心自旋的量子相干增强动力学，其中浴纠缠的消耗被证明起着核心作用。