Декогерентність спіноподібних триплетних станів у твердому стані: локальні проти делокалізованих коливань

Контекст : Ми перебуваємо в твердому стані. Після поглинання фотона системою з синглетним основним станом система зазнає спінозберігаючого поділу одного спинового синглетного екситону на два спінові триплетні екситони (для контексту див . Заплутаний стан триплетної пари в аценових та гетероаценових матеріалах ). Ці спінові триплетні пари поширюються в твердому тілі, все ще заплутаному. Завданням всієї цієї операції, пов'язаної з квантовими обчисленнями, було б перенести заплутаність двох літаючих кубітів у дві позиції, які закріплені в просторі, а також добре захищені від декогерентності (низькоенергетичні збудження ядерних спинів у парамагнітному іоні, наприклад).

Проблема (2) і питання: Врешті-решт заплутування між трьома трійнятами втрачається, і, крім того, трійнят неминуче знаходить спосіб відпочити назад до стану синглету, випромінюючи енергію у вигляді фотонів. Я хотів би порахувати, як на ці процеси впливають вібрації. Я припускаю, що незалежна релаксація кожної з двох трійки може бути обчислена здебільшого з урахуванням локальних коливань, наприклад, слідуючи процедурі, подібній до тієї, яку ми тут застосовували ( Визначення ключових локальних коливань при релаксації молекулярних спінових кубітів та одномолекулярних магнітів ). Чи був би обчислення втрати заплутаності обов'язково пов'язане з діокалізованими вібраційними режимами, які одночасно включають локальне середовище обох трійків?

Дозвольте мені поїхати на досвід самостійного навчання . Після деякого читання моя коротка відповідь на моє власне запитання

Чи був би обчислення втрати заплутаності обов'язково пов'язане з діокалізованими вібраційними режимами, які одночасно включають локальне середовище обох трійків?

є: напевно, так, але не обов'язково / насамперед .

Випливає довша відповідь. З попереднім ознайомленням з невідповідністю, але не ознайомленням з відстороненням, цей документ був надзвичайно корисним: втрата заплутування в молекулярних квантових кубітах через взаємодію з навколишнім середовищем (Enrique P Blair et al, 2018, J. Phys .: Condens. Matter , 30, 195602). Фізичний сценарій не тотожний, але дозволяє отримати кілька ключових даних:

• Як і узгодженість, заплутаність підтримується за замовчуванням , а не процесом, що означає: нам потрібно лише шукати процеси, явно руйнуючи його. Це таке, що отримують кращі числа для заплутаних фотонів порівняно з твердими кубітами, див. Яке максимальне розмежування двох заплутаних кубітів було досягнуто експериментально?
• З вищенаведеної точки (і з статті вище) давайте спочатку розглянемо випадок, коли два кубіти досить далекі, щоб уникнути взаємодії між собою, а також уникнути взаємодії із загальним середовищем. Для таких відокремлених кубітів просто за рахунок декогерентності ми повністю враховуємо роз'єднання .
• Заплутаність - це винятковість: заплутування між двома сторонами поступово втрачається, оскільки ці сторони все більше і більше заплутуються з іншими сторонами. Отже, при заплутуванні між двома кубітами - як з узгодженістю одного кубіту - головним напрямком нашої уваги має бути те, як кубіт взаємодіє зі своїм середовищем. У розглянутому випадку: із спіновою ванною та фононною ванною. Ті ж процеси, які руйнують узгодженість, знищать заплутаність, по суті, з однаковою швидкістю . Для детальної інформації розраховуйте вірності та / або заплутування свідків.
• Якщо два кубіти не є ідеально ізольованими один від одного, між ними існує взаємодія, яка може бути прямою або через загальне середовище. У цьому випадку обидва кубіти можуть зазнати колективної еволюції, яка, крім впливу на їх індивідуальну узгодженість, також змінює їхнє заплутаність. Це запитання, і тут відповідь була б умовною, так. Необхідно враховувати колективні коливальні режими, що впливають на обидва кубіти, оскільки вони сприяють колективній еволюції, яка може або створити, або знищити заплутаність .