Decoherence dari kondisi triplet-pair spin-terjerat dalam solid state: getaran lokal vs delokalisasi

Konteksnya : Kita berada dalam kondisi solid. Setelah absorpsi foton oleh suatu sistem dengan keadaan ground singlet, sistem mengalami fisi pelepasan spin dari eksplan singlet spin tunggal menjadi dua rangkai triplet spin (untuk konteksnya, lihat keadaan pasangan triplet terjerat dalam material acene dan heteroacene ). Pasangan spin triplet ini menjalar dalam solid, masih terjerat. Tujuan terkait komputasi-kuantum dari semua operasi ini adalah untuk mentransfer keterikatan dua qubit terbang ke dua posisi yang tetap di ruang angkasa dan juga terlindungi dengan baik dari dekoherensi (eksitasi energi rendah dari putaran nuklir dalam ion paramagnetik, sebagai contoh).

Masalah yang dihadapi (2), dan pertanyaan: Akhirnya, keterikatan antara dua kembar tiga hilang, dan apalagi si kembar tiga menemukan cara untuk bersantai kembali ke keadaan tanah singlet, mengeluarkan energi dalam bentuk foton. Saya ingin menghitung bagaimana proses ini dipengaruhi oleh getaran. Saya berasumsi relaksasi independen masing-masing dari dua kembar tiga dapat dihitung sebagian besar mempertimbangkan getaran lokal, misalnya mengikuti prosedur yang mirip dengan yang kami gunakan di sini ( Menentukan getaran lokal utama dalam relaksasi qubit putaran molekul dan magnet molekul tunggal ). Akankah perhitungan hilangnya keterjeratan terkait dengan mode getaran yang terdelokasi yang secara bersamaan melibatkan lingkungan lokal dari kedua kembar tiga?

Biarkan saya pergi untuk pengalaman belajar mandiri . Setelah membaca, jawaban singkat saya untuk pertanyaan saya sendiri

Akankah perhitungan hilangnya keterjeratan terkait dengan mode getaran yang terdelokasi yang secara bersamaan melibatkan lingkungan lokal dari kedua kembar tiga?

adalah: mungkin ya, tetapi tidak harus / terutama .

Jawaban yang lebih panjang mengikuti. Dengan keakraban sebelumnya dengan dekoherensi tetapi tidak terbiasa dengan pemisahan, makalah ini sangat membantu: Hilangnya keterikatan dalam qubit quantum-dot molekul karena interaksi dengan lingkungan (Enrique P Blair et al, 2018, J. Phys .: Condens. Matter , 30, 195602). Skenario fisik tidak identik, tetapi memungkinkan untuk beberapa wawasan utama:

• Seperti halnya koherensi, keterikatan dipertahankan secara default , bukan oleh proses, artinya: kita hanya perlu mencari proses yang secara eksplisit menghancurkannya. Ini adalah salah satu cara mendapatkan jumlah yang lebih baik untuk foton terjerat dibandingkan dengan qubit keadaan padat, lihat Apa pemisahan maksimum antara dua qubit terjerat yang telah dicapai secara eksperimental?
• Dari titik di atas (dan dari makalah di atas), mari kita perhatikan kasus di mana dua qubit cukup jauh untuk menghindari interaksi antara satu sama lain, dan juga untuk menghindari interaksi dengan lingkungan yang sama. Untuk qubit yang terisolasi hanya dengan memperhitungkan dekoherensi, kami akan sepenuhnya menjelaskan pemisahan .
• Keterjeratan adalah eksklusivitas: keterjeratan antara dua pihak secara bertahap hilang karena pihak-pihak ini semakin sering terlibat dengan pihak lain. Jadi, dengan keterikatan antara dua qubit -sebagai koherensi satu qubit- fokus utama perhatian kita seharusnya adalah bagaimana qubit berinteraksi dengan lingkungannya. Dalam kasus yang dipertimbangkan: dengan pemandian spin dan pemandian phonon. Proses yang sama yang menghancurkan koherensi akan menghancurkan keterjeratan, pada dasarnya pada tingkat yang sama . Untuk perincian, hitung kesetiaan dan / atau saksi keterjeratan.
• Jika dua qubit tidak sepenuhnya terisolasi satu sama lain, ada interaksi di antara mereka, yang bisa langsung atau melalui lingkungan yang sama. Dalam hal ini, dua qubit dapat mengalami evolusi kolektif yang, selain memengaruhi koherensi individu mereka, juga mengubah keterjeratan mereka. Inilah yang ditanyakan, dan di sini jawabannya adalah ya bersyarat. Mode vibrasi kolektif yang mempengaruhi kedua qubit perlu dipertimbangkan, karena mereka mempromosikan evolusi kolektif yang dapat menciptakan atau menghancurkan keterjeratan .