电报噪声导致的量子比特退相干模型的精确解

我们提出了一种通用且精确的形式体系，用于求解受外部电报噪声作用的量子系统的演化。各种量子比特退相干率由转移矩阵的特征值决定。该形式体系可应用于受任意退相干与弛豫电报噪声组合作用的量子比特，而现有的非微扰方法仅能处理这两种极限之一。我们给出 3 个应用：1) 获得了在与环境关联时间相比较短的时间尺度上的完整量子比特动力学。在强耦合情形下，这揭示了出乎意料的振荡与诱导磁化分量；2) 发现在强耦合情形下，对广泛使用的关系式 1/T$_2$ = 1/2T$_1$ + 1/T$_{\phi}$ 存在强烈违背，该关系式是微扰论的结果；3) 讨论了在电报噪声的一般设定下，量子比特动力学的 bang-bang 控制与自旋回波控制效应。最后，讨论了该方法向多个电报噪声源与多量子比特情形的推广。当白噪声也存在时，该方法依然有效。