对量子比特施加动力学解耦与一系列投影测量之间的关系

我们考虑一个量子比特与另一系统（其环境）耦合，并讨论对量子比特施加动力学解耦酉操作序列或投影测量序列的效果之间的关系。我们给出关于量子比特上相干操作序列（确切地说是来自最小集合 $\left\{\mathbf{I}_Q,\hat{\sigma}_x\right\}$ 的操作）与 $\hat{\sigma}_x$ 可观测量投影测量序列等价性的形式化表述。利用它我们表明，当量子比特在某些时刻经受 $n$ 次此类连续投影测量时，{\it 最后一次}测量的期望值可表示为在动力学解耦序列（施加 $k\leq n$ 个 $\pi$ 脉冲于这些时刻的子集）后观测到的 $\hat{\sigma}_x$ 期望值的线性组合。因此在量子比特上执行测量序列可获取与影响动力学解耦实验中观测相干性的环境及量子比特-环境耦合的相同性质。分析后者已被广泛用于表征环境动力学（即所谓噪声谱学），故我们的结果揭示了基于动力学解耦的协议所得结果如何与仅通过对量子比特执行多次测量所得结果相关联。我们还更详细地讨论了该一般结果在经历纯退相干的量子比特情形下的应用，并概述了向高维（量子dit或多量子比特）系统可能的推广。