开放量子系统演化之间环境无关的距离度量

量化开放量子系统演化之间的差异（特别是开放系统的实际演化与相应封闭系统上的理想目标操作之间的差异）这一问题在量子控制中至关重要，尤其是在量子信息处理的控制中。受此问题启发，我们发展了一种度量，用于评估由感兴趣的子系（例如量子信息处理器）和环境组成的复合量子系统的酉演化算子之间的距离。该度量的主要特征是对演化算子作用于环境的效果具有不变性，这源于当仅考虑对感兴趣子系的影响时，作用于复合系统上的酉算子之间存在的一种等价关系。对环境变换的不变性使得定量比较开放量子系统及其封闭对应物的演化成为可能。该距离度量还确定了通用量子信道（作用于感兴趣子系上的完全正且保迹映射）相对于酉目标变换的保真度界限。该度量也独立于系统的初始状态，并且易于数值计算。作为示例，该度量被用于数值模拟中，以评估在存在退相干环境的情况下，最优控制量子门操作（针对单量子比特和双量子比特系统）的保真度。该示例说明了该度量在开放系统动力学的现实情况下对量子操作最优控制的实用性。