Skip to main content
Erschienen in: Quantum Information Processing 4/2015

01.04.2015

Enhancement of quantum correlations in qubit–qutrit system under decoherence of finite temperature

verfasst von: Jin-Liang Guo, Jin-Long Wei, Wan Qin

Erschienen in: Quantum Information Processing | Ausgabe 4/2015

Einloggen

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

search-config
loading …

Abstract

We investigate the dynamics and protection of quantum correlations of a qubit–qutrit system under local amplitude damping channels with finite temperature. The comparison between entanglement and geometric measure of quantum discord (GMQD) is analyzed. It is found that the GMQD is more robust than the entanglement against the decoherence induced by the channels. Special attention is paid to how to protect the quantum correlations from decoherence by weak measurement and measurement reversal. We find that the weak measurement is not necessary when the initial state is maximally entangled. But for other initial states, a successful protection of quantum correlations requires combined weak measurement and measurement reversal. Under certain conditions, we also notice that we can realize the protection at finite temperature for GMQD, but not for entanglement.

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!

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!

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!

Literatur
1.
Zurück zum Zitat Bennett, C.H., Sicincenzo, D.P.: Quantum information and computation. Nature 404, 247 (2000)CrossRefADS Bennett, C.H., Sicincenzo, D.P.: Quantum information and computation. Nature 404, 247 (2000)CrossRefADS
2.
Zurück zum Zitat Horodecki, M., Horodecki, P., Horodecki, R., Oppenheim, J., Sen, A., Sen, U., Synak-Radtke, B.: Local versus nonlocal information in quantum-information theory: formalism and phenomena. Phys. Rev. A 71, 062307 (2005)CrossRefADS Horodecki, M., Horodecki, P., Horodecki, R., Oppenheim, J., Sen, A., Sen, U., Synak-Radtke, B.: Local versus nonlocal information in quantum-information theory: formalism and phenomena. Phys. Rev. A 71, 062307 (2005)CrossRefADS
3.
Zurück zum Zitat Niset, J., Cerf, N.J.: Multipartite nonlocality without entanglement in many dimensions. Phys. Rev. A 74, 052103 (2006)CrossRefADS Niset, J., Cerf, N.J.: Multipartite nonlocality without entanglement in many dimensions. Phys. Rev. A 74, 052103 (2006)CrossRefADS
4.
Zurück zum Zitat Datta, A., Flammia, ST., Caves, CM.: Entanglement and the power of one qubit. Phys. Rev. A 72, 042316 (2005) Datta, A., Flammia, ST., Caves, CM.: Entanglement and the power of one qubit. Phys. Rev. A 72, 042316 (2005)
5.
Zurück zum Zitat Ollivier, H., Zurek, W.H.: Quantum discord: a measure of the quantumness of correlations. Phys. Rev. Lett. 88, 017901 (2001)CrossRefADS Ollivier, H., Zurek, W.H.: Quantum discord: a measure of the quantumness of correlations. Phys. Rev. Lett. 88, 017901 (2001)CrossRefADS
7.
Zurück zum Zitat Luo, S.L.: Using measurement-induced disturbance to characterize correlations as classical or quantum. Phys. Rev. A 77, 022301 (2008)CrossRefADS Luo, S.L.: Using measurement-induced disturbance to characterize correlations as classical or quantum. Phys. Rev. A 77, 022301 (2008)CrossRefADS
8.
Zurück zum Zitat Luo, S.L., Fu, S.S.: Measurement-induced nonlocality. Phys. Rev. Lett. 106, 120401 (2011)CrossRefADS Luo, S.L., Fu, S.S.: Measurement-induced nonlocality. Phys. Rev. Lett. 106, 120401 (2011)CrossRefADS
9.
Zurück zum Zitat Zhou, T., Cui, J.X., Long, G.L.: Measure of nonclassical correlation in coherence-vector representation. Phys. Rev. A 84, 062105 (2011)CrossRefADS Zhou, T., Cui, J.X., Long, G.L.: Measure of nonclassical correlation in coherence-vector representation. Phys. Rev. A 84, 062105 (2011)CrossRefADS
10.
Zurück zum Zitat Gharibian, S.: Quantifying nonclassicality with local unitary operations. Phys. Rev. A 86, 042106 (2012)CrossRefADS Gharibian, S.: Quantifying nonclassicality with local unitary operations. Phys. Rev. A 86, 042106 (2012)CrossRefADS
11.
Zurück zum Zitat Guo, J.L., Wang, L., Long, G.L.: Measurement-induced disturbance and thermal negativity in 1D optical lattice chain. Ann. Phys 330, 192 (2013)CrossRefADSMATH Guo, J.L., Wang, L., Long, G.L.: Measurement-induced disturbance and thermal negativity in 1D optical lattice chain. Ann. Phys 330, 192 (2013)CrossRefADSMATH
12.
Zurück zum Zitat Mi, Y.J.: Classical correlation and quantum discord in a Two qubit system under dissipation environments. Int. J. Theor. Phys. 51, 544 (2012)CrossRefMATHMathSciNet Mi, Y.J.: Classical correlation and quantum discord in a Two qubit system under dissipation environments. Int. J. Theor. Phys. 51, 544 (2012)CrossRefMATHMathSciNet
13.
Zurück zum Zitat Datta, A., Shaji, A., Caves, C.M.: Quantum discord and the power of one qubit. Phys. Rev. Lett. 100, 050502 (2008)CrossRefADS Datta, A., Shaji, A., Caves, C.M.: Quantum discord and the power of one qubit. Phys. Rev. Lett. 100, 050502 (2008)CrossRefADS
14.
Zurück zum Zitat Lanyon, B.P., Barbieri, M., Almedia, M.P., White, A.G.: Experimental quantum computing without entanglement. Phys. Rev. Lett. 101, 200501 (2008)CrossRefADS Lanyon, B.P., Barbieri, M., Almedia, M.P., White, A.G.: Experimental quantum computing without entanglement. Phys. Rev. Lett. 101, 200501 (2008)CrossRefADS
15.
Zurück zum Zitat Shor, P.W.: Scheme for reducing decoherence in quantum computer memory. Phys. Rev. A 52, R2493 (1995)CrossRefADS Shor, P.W.: Scheme for reducing decoherence in quantum computer memory. Phys. Rev. A 52, R2493 (1995)CrossRefADS
17.
Zurück zum Zitat Lidar, D.A., Chuang, I.L., Whaley, K.B.: Decoherence-free subspaces for quantum computation. Phys. Rev. Lett. 81, 2594 (1998)CrossRefADS Lidar, D.A., Chuang, I.L., Whaley, K.B.: Decoherence-free subspaces for quantum computation. Phys. Rev. Lett. 81, 2594 (1998)CrossRefADS
18.
Zurück zum Zitat Kwiat, P.G., Berglund, A.J., Altepeter, J.B., White, A.G.: Experimental verification of decoherence-free subspaces. Science 290, 498 (2000)CrossRefADS Kwiat, P.G., Berglund, A.J., Altepeter, J.B., White, A.G.: Experimental verification of decoherence-free subspaces. Science 290, 498 (2000)CrossRefADS
20.
Zurück zum Zitat West, J.R., Lidar, D.A., Fong, B.H., Gyure, M.F.: High fidelity quantum gates via dynamical decoupling. Phys. Rev. Lett. 105, 230503 (2010)CrossRefADS West, J.R., Lidar, D.A., Fong, B.H., Gyure, M.F.: High fidelity quantum gates via dynamical decoupling. Phys. Rev. Lett. 105, 230503 (2010)CrossRefADS
21.
Zurück zum Zitat Korotkov, A.N., Keane, K.: Decoherence suppression by quantum measurement reversal. Phys. Rev. A 81, 040103 (2010)CrossRefADS Korotkov, A.N., Keane, K.: Decoherence suppression by quantum measurement reversal. Phys. Rev. A 81, 040103 (2010)CrossRefADS
22.
Zurück zum Zitat Lee, J.C., Jeong, Y.C., Kim, Y.S., Kim, Y.H.: Experimental demonstration of decoherence suppression via quantum measurement reversal. Opt. Express 19, 16309 (2011)CrossRefADS Lee, J.C., Jeong, Y.C., Kim, Y.S., Kim, Y.H.: Experimental demonstration of decoherence suppression via quantum measurement reversal. Opt. Express 19, 16309 (2011)CrossRefADS
23.
Zurück zum Zitat Sun, Q., Al-Amri, M., Zubairy, M.S.: Reversing the weak measurement of an arbitrary field with finite photon number. Phys. Rev. A 80, 033838 (2009)CrossRefADS Sun, Q., Al-Amri, M., Zubairy, M.S.: Reversing the weak measurement of an arbitrary field with finite photon number. Phys. Rev. A 80, 033838 (2009)CrossRefADS
24.
Zurück zum Zitat Kim, Y.S., Lee, J.C., Kwon, O., Kim, Y.H.: Protecting entanglement from decoherence using weak measurement and quantum measurement reversal. Nat. Phys. 8, 117 (2012)CrossRef Kim, Y.S., Lee, J.C., Kwon, O., Kim, Y.H.: Protecting entanglement from decoherence using weak measurement and quantum measurement reversal. Nat. Phys. 8, 117 (2012)CrossRef
25.
Zurück zum Zitat Xiao, X., Li, T.L.: Protecting qutrit-qutrit entanglement by weak measurement and reversal. Eur. Phys. J. D 67, 204 (2013)CrossRefADS Xiao, X., Li, T.L.: Protecting qutrit-qutrit entanglement by weak measurement and reversal. Eur. Phys. J. D 67, 204 (2013)CrossRefADS
26.
Zurück zum Zitat Wang, S.C., Yu, Z.W., Zou, W.J., Wang, X.B.: Protecting quantum states from decoherence of finite temperature using weak measurement. Phys. Rev. A 89, 022318 (2014)CrossRefADS Wang, S.C., Yu, Z.W., Zou, W.J., Wang, X.B.: Protecting quantum states from decoherence of finite temperature using weak measurement. Phys. Rev. A 89, 022318 (2014)CrossRefADS
27.
28.
Zurück zum Zitat Vidal, G., Werner, R.F.: Computable measure of entanglement. Phys. Rev. A 65, 032314 (2002)CrossRefADS Vidal, G., Werner, R.F.: Computable measure of entanglement. Phys. Rev. A 65, 032314 (2002)CrossRefADS
29.
Zurück zum Zitat Groisman, B., Popescu, S., Winter, A.: Quantum, classical, and total amount of correlations in a quantum state. Phys. Rev. A 72, 032317 (2005)CrossRefADSMathSciNet Groisman, B., Popescu, S., Winter, A.: Quantum, classical, and total amount of correlations in a quantum state. Phys. Rev. A 72, 032317 (2005)CrossRefADSMathSciNet
30.
Zurück zum Zitat Dakić, B., Vedral, V., Brukner, C.: Necessary and sufficient condition for nonzero quantum discord. Phys. Rev. Lett. 105, 190502 (2010)CrossRefADS Dakić, B., Vedral, V., Brukner, C.: Necessary and sufficient condition for nonzero quantum discord. Phys. Rev. Lett. 105, 190502 (2010)CrossRefADS
31.
Zurück zum Zitat Hassan, A.S.M., Lari, B., Joag, P.S.: Tight lower bound to the geometric measure of quantum discord. Phys. Rev. A 85, 024302 (2012)CrossRefADS Hassan, A.S.M., Lari, B., Joag, P.S.: Tight lower bound to the geometric measure of quantum discord. Phys. Rev. A 85, 024302 (2012)CrossRefADS
32.
Zurück zum Zitat Korotkov, A.N.: Continuous quantum measurement of a double dot. Phys. Rev. B 60, 5737 (1999)CrossRefADS Korotkov, A.N.: Continuous quantum measurement of a double dot. Phys. Rev. B 60, 5737 (1999)CrossRefADS
33.
Zurück zum Zitat Korotkov, A.N., Jordan, A.N.: Undoing a weak quantum measurement of a solid-state qubit. Phys. Rev. Lett. 97, 166805 (2006)CrossRefADS Korotkov, A.N., Jordan, A.N.: Undoing a weak quantum measurement of a solid-state qubit. Phys. Rev. Lett. 97, 166805 (2006)CrossRefADS
34.
Zurück zum Zitat Mabuchi, H., Zoller, P.: Inversion of quantum jumps in quantum optical systems under continuous observation. Phys. Rev. Lett. 76, 3108 (1996)CrossRefADS Mabuchi, H., Zoller, P.: Inversion of quantum jumps in quantum optical systems under continuous observation. Phys. Rev. Lett. 76, 3108 (1996)CrossRefADS
Metadaten
Titel
Enhancement of quantum correlations in qubit–qutrit system under decoherence of finite temperature
verfasst von
Jin-Liang Guo
Jin-Long Wei
Wan Qin
Publikationsdatum
01.04.2015
Verlag
Springer US
Erschienen in
Quantum Information Processing / Ausgabe 4/2015
Print ISSN: 1570-0755
Elektronische ISSN: 1573-1332
DOI
https://doi.org/10.1007/s11128-015-0939-7

Weitere Artikel der Ausgabe 4/2015

Quantum Information Processing 4/2015 Zur Ausgabe

Neuer Inhalt