Kitaev 蜂窝模型在淬火下的保真度

受量子计算领域的快速发展和量子比特日益多样化的推动，我们从理论上研究了在中等长时间极限下猝灭的外界扰动所产生的影响。我们考虑了局域缺陷、均匀场、噪声以及与环境耦合，并在一个典型但理想化的相互作用量子器件——Kitaev 蜂窝模型——的统一框架下进行了研究。我们的研究聚焦于量子态在外界磁场、磁浴、磁噪声、磁杂质和含噪杂质作用下的鲁棒性。作为量子鲁棒性的指示量，我们使用了淬火后基态和激发自旋子态的 Uhlmann 保真度。我们发现保真度的时间依赖性往往关键取决于系统是否有能隙。我们发现，在有能隙的情况下，保真度在无噪淬火下衰减至一个常数值，而在无能隙系统中则表现出代数衰减。在所有其他研究情形中，例如与浴耦合和含噪淬火，有能隙与无能隙系统均表现出长时间保真度的普适形式 $Ce^{-\alpha t}t^{-\beta}$，其中 $C$、$\alpha$ 和 $\beta$ 的值取决于系统尺寸、扰动强度等物理参数。因此，我们的工作为量子器件的中等长时间稳定性提供了估计，并暗示了在何种条件下保真度时间依赖性中会出现正交灾变的标志。我们的工作为淬火设计和系统尺寸方面的量子器件提供了工程指导。