利用局域操作实现产物态的U生成系统动力学

若量子系统在全局幺正演化前已与环境存在关联,则可能发生非预期的动力学行为。为抑制此类效应,研究人员在全局演化前对目标系统施加局域操作,以确保满足特定的动力学匹配条件——即系统动力学可从初始乘积态开始由U生成。该工作分析了两种实现策略:局域测量与局域幺正操作,分别阐述其优缺点,并通过实例说明何时可满足动力学匹配条件。鉴于多数操作不可避免地改变系统初始态,研究人员优化了原始系统态与操作后态间的保真度,确保以最小扰动满足条件。局域测量虽总能保证系统动力学可从乘积态U生成,但会以保真度下降为代价。相比之下,局域幺正变换通常能避免这种保真度损失:在402个案例的数值研究中成功率接近100%,最低保真度约达94.2%。研究进一步证明:对于经历含时全局演化的系统与环境,单一幺正操作即可阻止所有非完全正的量子动力学。此外还发现,仅需增加一个量子比特即可实现的广义双项Kraus信道,可将所有案例的保真度提升至1,同时仍确保动力学匹配条件成立。

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作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2025-09-27 03:32

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