耗散环境中相干性的拓扑保护
量子物理
2017-12-06 v3
摘要
一维拓扑绝缘体的特征是具有指数小能量的边缘态。根据拓扑相向非厄米系统的一种推广，处于非平凡拓扑相的有限系统会表现出具有指数长寿命的表面态。在本研究中，我们探索利用此类非厄米拓扑相来增强嵌入耗散环境中的基准量子比特的量子相干性的可能性。我们首先证明，与有损腔相互作用的量子比特网络在合适的超单粒子扇区内，可以由具有所需形式的非厄米“哈密顿量”表示。然后，我们在解析和数值上研究了每个晶胞最多包含三个位点、且拓扑绕数 的一维几何结构。对于有限尺寸系统，边缘模的数量是 和系统尺寸 的复杂函数。然而我们发现，恰好有 个模式局域在链的一端。在这种拓扑相中，量子比特的相干寿命随系统尺寸呈指数级增长。我们验证了，对于 ，在较长时间下，Lindblad 演化近似为一个非平凡的酉操作。对于 ，这导致量子比特的相干性度量出现类似 Rabi 的振荡。
引用
@article{arxiv.1703.03075,
title = {Topological Protection of Coherence in a Dissipative Environment},
author = {Lorenzo Campos Venuti and Zhengzhi Ma and Hubert Saleur and Stephan Haas},
journal= {arXiv preprint arXiv:1703.03075},
year = {2017}
}
备注
10 pages, 10 figures