多自旋量子态叠加中退相干诱导的局域化效应

量子系统与其环境的虚假相互作用（即退相干）随时间推移会导致叠加态相干性的衰减。由于系统与环境之间的相互作用是局域的，它们也会导致空间相干性的丧失：系统空间上相距较远的部分之间的关联丢失，平衡态可能变得局域化。这种效应限制了量子信息可以传输的距离，例如沿自旋链的传输。我们在核磁共振量子模拟器中研究了这个问题，在其中可以监测量子信息在三维网络中的传播：最初局域在单个自旋（量子比特）上的态，在合适哈密顿量的影响下显然可以无限制地传播。如果我们在该哈密顿量中加入微扰，传播就会停止，系统达到一个极限尺寸，该尺寸随着微扰强度的增加而变小。这个极限尺寸似乎代表了一种动力学平衡。我们提出了一个唯象模型来描述这些结果。