室温碱金属蒸汽的量子过程层析

量子过程层析技术(QPT)是一种在玻恩-马尔可夫近似下重建开放量子系统动力学的方法,通过李超算符同时捕捉相干和耗散过程。虽然该技术在量子比特领域已趋成熟,但在多能级量子处理单元(qudit)中仍面临重大实验挑战。对于室温原子蒸气体系,这些困难源自复杂的相互作用、系统中残留场、环境噪声以及介质不均匀性。克服这些限制对这些系统的精确建模和精密控制至关重要——这也是实现QPT实际应用的关键步骤。该研究团队提出了一种QPT方法,并在室温下的87Rb原子蒸气系综中进行了实验验证,成功实现了三级量子系统(qutrit)李超算符的高保真度重建。该工作建立了一个计算高效的开放量子系统表征框架,可用于研究非幺正动力学、高效标定量子传感器性能,以及通过数据驱动识别环境噪声关联性。

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