重尾开放量子系统展示出长寿命及超敏感相干性

理解随机开放量子系统对于表征大规模量子设备的性能及探索宏观量子现象至关重要。以往研究通过中心极限定理下的随机性建模,已考察了此类系统的谱分布、能隙标度及退相干等多种特征。本工作突破中心极限定理框架,重点研究具有重尾特征的系统-环境相互作用。通过扩展吉尼布鲁 unitary 系综,研究人员构建了从轻尾到重尾分布连续过渡的系统-环境相互作用模型。这一广义结构揭示了独特性质——无隙谱、支配耗散的帕累托法则、正交化及准简并——均与中心极限定理的失效相关联。这些特性的协同作用挑战了“稳定性与灵敏性相互制约”的传统认知:通过涌现出比中心极限定理预测增强两个数量级的长寿命超灵敏量子相干性,实现了二者的统一。该研究成果基于开放量子系统的重尾特性,为量子传感应用提供了极具吸引力的平台。

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