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贝尔态通过与突然淬火自旋环境的局部相互作用发生的退相干

量子物理 2015-06-22 v1

摘要

我们研究了初始制备于贝尔态的两个量子比位的退纠缠动力学,这两个量子比特在不同位点耦合至作为动态自旋环境的 Ising 横向场自旋链 (ITF)。整个系统的初始态制备为张量积态 ρBellρchain\rho_{Bell}\otimes \rho_{chain},其中链的态取为具有初始场 λi\lambda_i 的 ITF 哈密顿量 HE(λi)H_E(\lambda_i) 的基态 G(λi)|G(\lambda_i)\rangle。在 t=0+t=0^+ 时刻,横向场强度突然淬火至新值 λf\lambda_f,整个系统(链 + 量子比特)经历由总哈密顿量 HTot=HE(λf)+HIH_{Tot}=H_E(\lambda_f) + H_I 生成的幺正动力学,其中 HIH_I 描述了量子比特与自旋链之间的局部相互作用。由此产生的动力学导致量子比特退纠缠,这是由于它们与非平衡环境的相互作用所致,并通过 Wootters 并发度 (Concurrence) 进行描述。该并发度与 Loschmidt 回波相关,而后者又用与 ITF 相关的时间依赖协方差矩阵表示。这使得我们能够针对量子比特间距、浴性质及淬火幅度,对退纠缠动力学进行精确的数值和解析分析。特别地,我们强调了临界初始环境所发挥的特殊作用。

关键词

引用

@article{arxiv.1409.0317,
  title  = {Decoherence of Bell states by local interactions with a suddenly quenched spin environment},
  author = {Pierre Wendenbaum and Bruno G. Taketani and Dragi Karevski},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1409.0317},
  year   = {2015}
}