开放系统中的量子控制

环境效应通常会阻碍或完全破坏任何复杂设备的“量子性”。多部系统中的量子纠缠(QE)尤其容易受到环境效应的影响。这种脆弱性可能会使量子信息处理和其他即将到来的量子技术失效:干涉计量学、计量学和光刻学。量化宽松的脆弱性一直是薛定谔-猫悖论的标准解决方案:假定环境能够排除宏观系统纠缠。
我们提出了以下替代范式:在多方系统中的量化宽松可能自然(自然)出现在常见的热环境(浴池)中(尽管时间有限)。这包括薛定谔猫态的自发形成,也称为宏观量子叠加态(MQS)。

这是因为他们的量子化集体动力学可以映射到角动量(自旋)⃗具有大的特征值。有限的谱宽(非马尔可夫特征)的最常见的浴驱动自旋综进入一个纠缠状态,通过有效的非线性动力学。
另一项努力是保护多部纠缠量子态不受环境的退相干影响。这种保护是人们梦寐以求的量子计算的关键。挑战是:如何优化控制多量子比特纠缠态?我们应对这一挑战的能力依赖于我们对退相干控制的通用方法。

开放系统中的浴致纠缠
环境效应通常会阻碍或完全破坏任何复杂设备的“量子性”。多部系统中的量子纠缠(QE)尤其容易受到环境效应的影响。这种脆弱性可能会使量子信息处理和其他即将到来的量子技术失效:干涉计量学、计量学和光刻学。通常,量化宽松的脆弱性随着纠缠粒子的数量和环境温度(热“浴”)的增加而迅速增加。这种量化宽松的脆弱性一直是Schrödinger-cat悖论的标准解决方案:假定环境能够排除宏观系统纠缠。但是Schrödinger猫死于退相干(就像人们普遍认为的那样)是不可避免的吗?或者反过来说,一只猫在热水澡里可以既是死的又是活的吗?
我们阐明了N个自旋1/2不相互作用粒子的简单模型中的这些基本问题,这些粒子通过泡利算符的z分量相同地耦合到热振子浴。在这样的模型中,单个自旋经历浴诱导的纯失相。然而,引人注目的是,N个z极化自旋的初始积态可以通过这样的耦合自发地演化到一个Schrödinger-cat态,也被称为宏观量子叠加态(MQS)或GHZ态,几乎是确定的

产物态自旋极化系综(左)的示意图,该系综在特定时间自发地在浴中演化为纠缠MQS或GHZ状态(Schrödinger-cat),这是浴诱导纠缠的结果。

出版物:

Kurizki G;Bertet P;久保,Y;Molmer K;Petrosyan D;Rabl P;Schmiedmayer, J(2015)。量子技术与混合系统。美国国家科学院院刊。112:3866 - 3873

茨威格,一个;阿尔瓦雷斯,遗传算法;Bensky G;Kurizki, G(2014)。噪声自旋链状态传递的优化动态控制。新物理学杂志。16

Shahmoon E;Kurizki, G(2014)。任意几何中激光诱导偶极相互作用的非线性理论。物理评论89

Shahmoon E;Mazets,我;Kurizki, G(2014)。激光照明多原子系统的非可加性。光学信件。39:3674 - 3677

Shahmoon E;Kurizki, G(2013)。远原子间的非辐射相互作用和纠缠。物理评论87

戈登,G;Mazets,即;Kurizki, G(2013)。基于频繁相干监测的量子粒子定位。物理评论87

Bensky G;Petrosyan D;maj J;Schmiedmayer J;Kurizki, G(2012)。量子存储器的非均匀自旋集成优化。物理评论86

戴维森,N;Almog,我;Sagi Y;戈登,G;Bensky G;Kurizki, G(2012)。系统-环境耦合的测量及其与动态解耦的关系。2012激光与光电会议(Cleo)

Bretschneider有限公司;阿尔瓦雷斯,遗传算法;Kurizki G;弗莱德曼,L(2012)。利用重复射影测量控制自旋-自旋网络动力学。物理评论快报。108

Bensky G;Amsuss R;maj J;Petrosyan D;Schmiedmayer J;Kurizki, G(2011)。芯片上混合系统中量子信息处理的控制。量子信息处理。10:1037 - 1060

N·巴-吉尔;饶,Ddb;Kurizki, G(2011)。失相碰撞产生玻色-爱因斯坦凝聚的非经典态。物理评论快报。107

Shahmoon E;Kurizki G;Fleischhauer, M;Petrosyan, D(2011)。空心波导中的强相互作用光子。物理评论83

戈登,G;Kurizki, G(2011)。纠缠系统退相干控制的可扩展性。物理评论83

埃舍尔,Bm;Bensky G;克劳森,J;Kurizki, G(2011)。量子态从噪声到安静量子比特转移的优化控制。物理杂志b-原子分子与光学物理。44

饶,Ddb;N·巴-吉尔;Kurizki, G(2011)。量子态与浴的线性耦合产生宏观叠加。物理评论快报。106

Almog,我;Sagi Y;戈登,G;Bensky G;Kurizki G;戴维森,N(2011)。直接测量系统-环境耦合作为理解退相干和动态解耦的工具。物理杂志b-原子分子与光学物理。4

饶,Ddb;Kurizki, G(2011)。从芝诺到反芝诺政权:巴斯量子统计的退相干控制依赖。物理评论83

克劳森,J;Bensky G;Kurizki, G(2010)。量子运算退相干的巴斯优化最小能量保护。物理评论快报。104

Erez N;戈登,G;巢,M;Kurizki, G(2008)。频繁量子测量的热力学控制。大自然。452:724 - 727

戈登,G;Kurizki G;激光雷达,Da(2008)。量子比特的最优动态退相干控制。物理评论快报。101