量子比特-量子点传感器：通过相干反向作用消除噪声、初始滑移与椭圆进动

我们在理论上研究了具有强局域库仑排斥的传感器量子点对电容探测的量子比特瞬态动力学的反向作用。我们表明，由通过传感器的电子共隧穿噪声引起的测量反向作用，出人意料地被最近发现的源于量子涨落的相干反向作用 [PRB 89, 195405] 所缓解。这种重整化效应在半经典随机涨落模型中是缺失的，在 Born-Markov 方法中通常也是如此，这些方法试图避免计算量子点加传感器的非稳态、非平衡态。在技术上，我们积掉载流电极，以获得探测器-量子比特联合非平衡动力学的动力学方程。我们表明，传感器电流响应、能级重整化、共隧穿以及领先的非马尔可夫修正总是同时出现，在实验中无法单独关闭或在理论上忽略。我们通过应用 Liouville 空间分解为准稳态和快速衰减模式，分析了量子比特约化态上的反向作用——捕捉了传感器量子点施加在量子比特上的全部非马尔可夫效应。重要的是，即使在最简单的高温、弱测量极限下，传感器也无法被完全消除：量子比特态经历一个初始滑移，该滑移持续多个量子比特周期，并取决于量子比特加传感器量子点的初始制备。因此，如果不考虑其动力学变量，量子点传感器就不能被建模为“黑盒”。我们进一步发现，Bloch 矢量沿一个不与 Bloch 矢量退相平面正交的轴弛豫（T1），模糊了 T1 和 T2 时间的概念。最后，Bloch 矢量的进动运动在倾斜的退相平面中被扭曲成一个椭圆。