有限尺寸自旋浴中量子比特退相干的量子多体理论 II：系综动力学

自旋浴中中心自旋或量子比特的退相干本质上由多体浴的演化决定。浴动力学可以从纯态开始，或者更一般地，从统计系综开始。在先前的文章[W. Yang and R. B. Liu, Phys. Rev. B \textbf{78}, 085315 (2008)]中，我们针对从可因子化纯态开始的所谓单样本浴动力学，发展了团簇关联展开（CCE）理论。在此我们提出系综CCE理论，它基于与单样本CCE相似的思想：浴演化被因子化为所有可能的团簇关联的乘积，每个团簇关联解释了一组浴自旋的真实（不可因子化）集体激发，并且对于量子比特退相干问题中的有限时间演化，可以通过截断系综CCE（保留至某一尺寸的团簇关联）来获得收敛结果。系综CCE与单样本CCE的区别在于，后一形式体系中浴自旋-自旋相互作用对角部分的平均场处理在前一种情况下是不可能的。系综CCE可应用于不可因子化初始态。系综CCE通过XY自旋浴模型的精确解进行了验证。对于小自旋浴，结果表明单样本动力学对来自热系综的初始态采样非常敏感，因此与系综平均有很大差异。