Skip to main content
Fachgebiete
Automobil + Motoren Bauwesen + Immobilien Business IT + Informatik Elektrotechnik + Elektronik Energie + Nachhaltigkeit Finance + Banking Management + Führung Marketing + Vertrieb Maschinenbau + Werkstoffe Versicherung + Risiko
DE
EN
Bücher
Zeitschriften
Themenseiten
Organisationspsychologie Projektmanagement Marketing Smart Manufacturing
Weitere Formate
Podcasts Webinare Technik Webinare Wirtschaft Kongresse Veranstaltungskalender Awards
Jetzt Einzelzugang starten
Zugang für Unternehmen
Referenzkunden
SLX-Digitalkonferenz: Zukunftswerkstatt 2024

Mehr Umsatz mit Top-Kontakten

Am 7. Mai erfahren Sie, wie Vertriebsteams Leadgenerierung, Leadnurturing und Leadstrategien effizient steuern können.
Erweiterte Suche
Anmelden
nach oben
Quantum Information Processing
Erschienen in: Quantum Information Processing 11/2020

01.11.2020

A comparative study of system size dependence of the effect of non-unitary channels on different classes of quantum states

verfasst von: Geetu Narang, Shruti Dogra, Arvind

Erschienen in: Quantum Information Processing | Ausgabe 11/2020

Einloggen

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

We investigate the effect of different types of non-unitary quantum channels on multiqubit quantum systems. For an n-qubit system and a particular channel, in order to draw unbiased conclusions about the system as a whole as opposed to specific states, we evolve a large number of randomly generated states under the given channel. We increase the number of qubits and study the effect of system size on the decoherence processes. The entire scheme is repeated for various types of environments which include dephasing channel, depolarizing channel, collective dephasing channel and zero temperature bath. Non-unitary channels representing the environments are modeled via their Kraus operator decomposition or master equation approach. Further, for a given n we restrict ourselves to the study of particular subclasses of entangled states, namely the GHZ-type and W-type states. We generate random states within these classes and study the class behaviors under different quantum channels for various values of n.
Vorheriger Artikel Practical decoy-state quantum random number generator with weak coherent sources
Nächster Artikel Entanglement–Coherence and Discord–Coherence analytical relations for X states

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Jetzt informieren

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Jetzt informieren

Springer Professional "Wirtschaft"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 340 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Versicherung + Risiko




Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Jetzt informieren
Anhänge
Nur mit Berechtigung zugänglich
Literatur
1.
Nielsen, M.A., Chuang, I.L.: Quantum Computation and Quantum Information. Quantum Information, Quantum Computation, Cryptography. Cambridge University Press, Cambridge (2000)MATH
2.
Zeilinger, A., Bouwmeester, D.: Ekert, Artur: The Physics of Quantum Information. Springer, Berlin (2000)
3.
Redfield, A.G.: On the theory of relaxation processes. IBM J. Res. Dev. 1, 19–31 (1957)CrossRef
4.
Feynman, R.P., Vernon, F.L.: The theory of a general quantum system interacting with a linear dissipative system. Ann. Phys. 24, 118–173 (1963)MathSciNetCrossRefADS
5.
Caldeira, A.O., Leggett, A.J.: Path integral approach to quantum Brownian motion. Phys. A: Stat. Mech. Appl. 121, 587–616 (1983)MathSciNetCrossRef
6.
Gardiner, C.W., Zoller, P.: Quantum Noise: A Handbook of Markovian and Non-Markovian Quantum Stochastic Methods with Applications to Quantum Optics, Springer Series in Synergetics, 3rd edn. Springer, Berlin, Heidelberg (2004)MATH
7.
Breuer, H.-P., Petruccione, F.: The Theory of Open Quantum Systems. Oxford University Press, Oxford (2007)CrossRef
8.
Mooij, J.E., Orlando, T.P., Levitov, L., Tian, L., van der Wal, C.H., Lloyd, S.: Josehpson persistent-current qubit. Science 285, 1036–1039 (1999)CrossRef
9.
Loss, D., DiVincenzo, D.P.: Quantum computation with quantum dots. Phys. Rev. A 57, 120–126 (1998)CrossRefADS
10.
Cirac, J.I., Zoller, P.: Quantum computation with cold trapped ions. Phys. Rev. Lett. 74, 4091–4094 (1995)CrossRefADS
11.
12.
13.
Jones, J.A.: Quantum computing with NMR. Prog. Nucl. Magn. Reson. Spectrosc. 59, 91–120 (2011)CrossRef
14.
Ladd, T.D., Jelezko, F., Laflamme, R., Nakamura, Y., Monroe, C., OBrien, J.L.: Quantum computers. Nature 464, 45 (2010)CrossRefADS
15.
Barreiro, J.T., Schindler, P., Ghne, O., Monz, T., Chwalla, M., Roos, C.F., Hennrich, M., Blatt, R.: Experimental multiparticle entanglement dynamics induced by decoherence. Nat. Phys. 6, 943–946 (2010)CrossRef
16.
Liu, Z., Lyyra, H., Sun, Y., et al.: Experimental implementation of fully controlled dephasing dynamics and synthetic spectral densities. Nat. Commun. 9, 3453 (2018)
17.
Burnett, J.J., Bengtsson, A., Scigliuzzo, M., Niepce, D., Kudra, M., Delsing, P., Bylander, J.: Decoherence benchmarking of superconducting qubits. NPJ Quant. Inf. 5, 54 (2019)CrossRef
18.
Ficheux, Q., Jezouin, S., Leghtas, Z., Huard, B.: Dynamics of a qubit while simultaneously monitoring its relaxation and dephasing. Nat. Commun. 9, 1926 (2018)CrossRefADS
19.
Singh, H., Arvind, Dorai, K.: Using a lindbladian approach to model decoherence in two coupled nuclear spins via correlated phase-damping and amplitude damping noise channels (2020). arXiv:​2007.​12972
20.
Singh, H., Arvind, Dorai, K.: Evolution of tripartite entangled states in a decohering environment and their experimental protection using dynamical decoupling. Phys. Rev. A 97, 022302 (2018)
21.
Singh, H., Arvind, Dorai, K.: Experimentally freezing quantum discord in a dephasing environment using dynamical decoupling. EPL (Europhys. Lett.) 118, 50001 (2017)
22.
Gühne, O., Bodoky, F., Blaauboer, M.: Multiparticle entanglement under the influence of decoherence. Phys. Rev. A 78, 060301 (2008)CrossRefADS
23.
Borras, A., Majtey, A.P., Plastino, A.R., Casas, M., Plastino, A.: Robustness of highly entangled multiqubit states under decoherence. Phys. Rev. A 79, 022108 (2009)CrossRefADS
24.
Aolita, L., Cavalcanti, D., Acín, A., Salles, A., Tiersch, M., Buchleitner, A., de Melo, F.: Scalability of Greenberger–Horne–Zeilinger and random-state entanglement in the presence of decoherence. Phys. Rev. A 79, 032322 (2009)CrossRefADS
25.
Berrada, K., Eleuch, H., Hassouni, Y.: Asymptotic dynamics of quantum discord in open quantum systems. J. Phys. B: Atom., Mol. Opt. Phys. 44, 145503 (2011)CrossRefADS
26.
Ali, M., Gühne, O.: Robustness of multiparticle entanglement: specific entanglement classes and random states. J. Phys. B 47, 055503 (2014)CrossRefADS
27.
Földi, P., Benedict, M.G., Czirják, A., Molnár, B.: Decoherence of wave packets in an anharmonic oscillator. Phys. Rev. A 67, 032104 (2003)CrossRefADS
28.
Kaur, M., Arora, B., Arvind, A.: Effect of dissipative environment on collapses and revivals of a non-linear quantum oscillator. Eur. Phys. J. D 72, 136 (2018)CrossRefADS
29.
Joos, E., Zeh, H.D., Kiefer, C., Giulini, D.J.W., Kupsch, J., Stamatescu, I.-O.: Decoherence and the Appearance of a Classical World in Quantum Theory, 2nd edn. Springer, Berlin, Heidelberg (2003)CrossRef
30.
31.
Kraus, K.: States, Effects and Operations: Fundamental Notions of Quantum Theory. Lecture Notes in Physics, Quantum Inforamtion, Quantum Computation, Cryptography, vol. 190. Springer, New York (1983)
32.
Arsenijević, M., Jeknić-Dugić, J., Dugić, M.: Kraus operators for a pair of interacting qubits: a case study. Braz. J. Phys. 48, 242–248 (2018)CrossRefADS
33.
34.
Gorini, V., Kossakowski, A., Sudarshan, E.C.G.: Completely positive dynamical semigroups of \(N\)-level systems. J. Math. Phys. 17, 821–825 (1976)MathSciNetCrossRef
35.
Carvalho, A.R.R., Mintert, F., Buchleitner, A.: Decoherence and multipartite entanglement. Phys. Rev. Lett. 93, 230501 (2004)CrossRefADS
36.
Mintert, F., Carvalho, A.R.R., Kus, M., Buchleitner, A.: Measures and dynamics of entangled states. Phys. Rep. 415, 207–259 (2005)MathSciNetCrossRefADS
37.
38.
Ann, K., Jaeger, G.: Disentanglement and decoherence in two-spin and three-spin systems under dephasing. Phys. Rev. B 75, 115307 (2007)CrossRefADS
39.
Metadaten
Titel
A comparative study of system size dependence of the effect of non-unitary channels on different classes of quantum states
verfasst von
Geetu Narang
Shruti Dogra
Arvind
Publikationsdatum
01.11.2020
Verlag
Springer US
Erschienen in
Quantum Information Processing / Ausgabe 11/2020
Print ISSN: 1570-0755
Elektronische ISSN: 1573-1332
DOI
https://doi.org/10.1007/s11128-020-02904-1

Weitere Artikel der Ausgabe 11/2020

Quantum Information Processing 11/2020 Zur Ausgabe

OriginalPaper

On classical capacity of Weyl channels

OriginalPaper

Construction of quantum states with special properties by projection methods

OriginalPaper

Effect of memory on the violation of Leggett–Garg inequality

OriginalPaper

W states fusion via polarization-dependent beam splitter

OriginalPaper

General error mitigation for quantum circuits

OriginalPaper

Entanglement–Coherence and Discord–Coherence analytical relations for X states

Neuer Inhalt

    Bildnachweise