研究人员阐明了开放量子系统多步进化中的记忆效应
在发表在《 物理评论快报》上的 一项研究中,中国科学院中国科学技术大学郭光灿院士团队在开放量子系统研究方面取得了进展。该团队与奥地利理论物理学家菲利普塔兰托合作,证明了开放量子系统多步演化的非马尔可夫性,并证明了量子记忆效应的测量相关特性。
在量子信息科学中,理解和控制记忆效应对于量子技术的发展至关重要。对于系统与环境的耦合,开放量子系统的演化呈现出非马尔可夫性,为量子记忆效应的研究铺平了道路。
然而,测量可能会导致系统量子态的崩溃,系统的检测会影响系统的后续演化,这使得之前对量子记忆效应的研究仅限于单步演化过程。这意味着研究人员只在初始状态准备好后在进化结束时进行测量,在进化过程中没有任何额外的测量。
为了研究多步进化,研究人员首先使用过程张量方法将可控检测与系统进化分离。然后,他们通过光子对的路径和偏振自由度的多步演化构建了两种开放量子动力学。
通过用不同的方法测量这两种进化过程的非马尔可夫特性,研究人员证明了量子记忆强度的测量相关特性。
这项研究是关于非马尔可夫共因过程的有限量子马尔可夫阶的第一份报告,这对具有记忆的量子过程的近似有影响。
记忆效应在自然界中很常见。它们存在于疾病传播、生化过程和光纤传输中。它们的持续时间、强度和结构是物理进化的关键特性。
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