量子信息的持久性

宏观环境在我们对量子理论基础的理解中所起的作用日益受到关注。从量子描述一开始，量子理论对其他理论（尤其是统计力学）的启示及其有效域就吸引着科学家们。在此背景下，环境的存在通常被视为量子系统的纠缠、退相干和混合特性。一般而言，环境被假定为噪声库或热浴。虽然在统计力学的通常解释中热浴是未具体指定的，但在量子系统中热浴也能在原本完全解耦的子系统之间提供间接相互作用，从而成为纠缠它们的一种手段\cite{cdkl,dvclp,bfp}。文献\cite{b}中明确展示了一个由两个量子比特因与共同热浴相互作用而纠缠的简单例子。尽管该文中热浴由一组谐振子描述，但用随机场表示的随机力来具体指定热浴似乎更为合理。从更普遍的观点看，我们期望热浴应以随机方式而非确定性力来更好地描述。本文考虑一个两能级系统（量子比特），其能够通过与经典随机场耦合进行翻转过程。由此我们弥合了量子概率论与经典概率论之间的鸿沟。该问题与量子光学和量子电子学中的许多其他问题相关，其中量子统计方面源于系统的内在量子特性，而系统参数可能的时间依赖性可解释为经典热涨落的影响。