量子现象有望在技术领域发挥越来越大的作用。因此,必须特别注意出现的退相干效应,例如系统与外部环境(浴)的耦合,控制系统的经典场中的噪声,或相关系统子空间的总体泄漏。
在涉及量子态的操作任务中,这些效应是有害的,必须通过动态控制来抑制。潜在的动力肯定是这样的Zeno-like:对浴槽的抑制耦合。
然而,有些任务是不能通过单一进化来实现的,特别是系统熵的变化。这样的任务需要有效地耦合到一个浴来实现。例如,使用测量来冷却(净化)系统,或从环境中获取能量。如果动力是anti-Zeno像如我们所发现的那样,这种与浴的耦合将会增强,从而促进任务的完成。
我们构建了一个通用框架,用于优化系统与其环境交互的方式,以实现预期的任务。这种优化包括最大化任务的成功,如控制保真度,熵,纠缠,或根据需要动态修改系统-浴耦合谱的能量。
控制浴内记忆时间:芝诺和反芝诺动态
我们的量子系统理论,其与热浴的弱相互作用是动态控制的,将所有类型的这种控制,无论是相干的还是投射的(非酉的),连续的还是脉冲的,作为两种一般效应或控制范式的广义形式。一个是
最小浴效应≡量子芝诺效应(QZE)
它最小化(在控制能量的约束下)两个函数的积分积(重叠):G(ω)浴的耦合谱(通过傅里叶变换其自相关函数获得)和由控制场强度谱及其时间持续时间t确定的光谱“滤波器”函数F1(ω)。正是“滤波器”函数提供了控制处理,使我们能够在给定浴的存在下优化执行所需任务的能力。在存在多个浴的情况下(一种常见的情况),G(ω)和F1(ω)泛函都用矩阵表示。
在与量子信息的存储和传输相关的操作任务中,需要基于qze的控制,其中浴效应是有害的,必须抑制。无论选择何种形式的控制,被控制的系统动力学必须是芝诺样的,即,导致抑制系统-浴相互作用。
另一个范例是
最大的浴效果≡反芝诺效应(AZE)
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