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核磁共振量子处理器上泡利半群凸混合量子非马尔可夫性的实验实现
作者:小柯机器人 发布时间:2024/4/23 15:52:19

近日,印度科学教育与研究所的Kavita Dorai及其研究小组与波兰雅盖隆大学的Vinayak Jagadish等人合作并取得一项新进展。经过不懈努力,他们实验实现核磁共振量子处理器上泡利半群凸混合量子非马尔可夫性。相关研究成果已于2024年4月19日在国际知名学术期刊《物理评论A》上发表。

本实验旨在深入研究具有任意混合参数的泡利半群的凸组合,以判断其动态映射的马尔可夫性或非马尔可夫性。实验中,研究人员特别关注了泡利半群的相等和不等混合两种情况,并得出结论:这些混合产生的映射均表现出非马尔可夫性。

此外,他们还探讨了三种泡利半群的三向混合情况,通过测量衰减率来鉴别由此生成的映射的马尔可夫性或非马尔可夫性。

为了模拟具有不同泡利半群混合组合的单量子比特系统的非幺正动力学,研究人员在核磁共振量子处理器上运用了一种创新的算法,该算法涉及两个辅助量子比特。最终的实验结果与理论预测一致。

附:英文原文

Title: Experimental realization of quantum non-Markovianity through the convex mixing of Pauli semigroups on an NMR quantum processor

Author: Vaishali Gulati, Vinayak Jagadish, R. Srikanth, Kavita Dorai

Issue&Volume: 2024/04/19

Abstract: This experimental study aims to investigate the convex combinations of Pauli semigroups with arbitrary mixing parameters to determine whether the resulting dynamical map exhibits Markovian or non-Markovian behavior. Specifically, we consider the cases of equal as well as unequal mixing of two Pauli semigroups, and demonstrate that the resulting map is always non-Markovian. Additionally, we study three cases of three-way mixing of the three Pauli semigroups and determine the Markovianity or non-Markovianity of the resulting maps by experimentally determining the decay rates. To simulate the nonunitary dynamics of a single-qubit system with different mixing combinations of Pauli semigroups on an NMR quantum processor, we use an algorithm involving two ancillary qubits. The experimental results align with the theoretical predictions.

DOI: 10.1103/PhysRevA.109.042419

Source: https://journals.aps.org/pra/abstract/10.1103/PhysRevA.109.042419

期刊信息

Physical Review A:《物理评论A》,创刊于1970年。隶属于美国物理学会,最新IF:2.97
官方网址:https://journals.aps.org/pra/
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