具有 XY 相互作用的自旋星晶格中双量子比特的量子动力学

研究了两个耦合的自旋-1/2 通过量子海森堡 XY 耦合与自旋浴相互作用的动力学。作为量子开放子系统的两个中心自旋初始制备于两类态：乘积态和 Bell 态。由 $N$（热力学极限 $N\to\infty$）个相互耦合的自旋-1/2 组成的浴初始处于热态。通过 Holstein-Primakoff 变换，该模型可有效视为嵌入单模腔中的两个自旋 qubits。中心自旋的纯度、z 分量之和以及纠缠浓度的演化可由 Laguerre 多项式方案确定。发现（i）低温下，处于乘积态的未耦合子系统因与浴相互作用而可纠缠，这由 Peres-Horodecki 可分离性判据验证；但高温下，浴对子系统纯度和纠缠产生更强的破坏作用；（ii）当两个中心自旋间耦合较强时，它们受到浴的强烈保护；（iii）当子系统与浴相互作用强时，两个自旋 qubits 从其初始纠缠态的坍缩很快。