Protecting two-qubit quantum states byπ-phase pulses

Abstract

We study the state decay of two qubits interacted with a common harmonic oscillator reservoir. There are both decoherence error and the error caused by the amplitude change of the superradiant state. We show that frequent π-phase pulses can eliminate both typpes of errors therefore protect a two-qubit odd-parity state more effectively than the frequent measurement method. This shows that the the methods using dynamical decoupling and the quantum Zeno effects actually can give rather different results when the operation frequency is finite.

Entanglement dynamics of moving qubits in a common environment

“…where |w := 1 √ n n i=1 |e i is the Werner state such that |e i = |g 1 , ..., e i , ..., g n . The initial state (26) evolves into state 27) in which |G := |g ⊗n and…”

“…Again it is readily observed that at sufficiently long times (i.e., t → ∞), D(∞) −→ 0. Therefore, looking at (27), one can realise that |ψ(∞) ∝ |G , which implies that when all qubits are initially in a superposition of single excited states with the same probability, no stationery entanglement can be achieved.…”

“…Therefore, many attempts have been made to fight against the deterioration of the entanglement, for instance, quantum Zeno effect [20], quantum feedback control [21,22], using weak measurement and measurement reversal [23], adding magnetic field [24], etc. Furthermore, some recent studies have reported that quantum correlations can be protected by frequency modulation [25], strong and resonant classical control [26], dynamical decoupling pulse sequences [27], continuous driving fields [28] and dipoledipole interaction [29].…”

Protecting Entanglement and Fidelity of Cluster States by Weak Measurement and Reversal

“…量子纠缠 [1][2][3][4] 作为一种重要的量子信息资源， 近几十年来得到了广泛的研究。量子纠缠在信息科学中的 应用也日趋成熟， 并引起了信息储存、 传输等方面的深刻变革。众所周知， 任何真实的量子系统都可以认为 是开放系统， 与环境的相互作用会不可避免地导致量子系统退相干。在一定程度上退相干会造成系统信息 的 丢 失 。 因 此 ， 在 各 种 相 互 作 用 环 境 下 保 护 系 统 信 息 是 一 个 有 意 义 的 课 题 。 目 前 ， 已 经 提 出 了 较 多 抑 制 退 相干的方案， 例如： 量子芝诺效应 [5][6][7][8][9] 和量子纠缠提纯措施 [10] 可以有效克服环境的退相干影响； 在马尔可夫条 件下， 耦合系统频率的失谐 [11] 对环境的退相干作用能起到明显的抑制效果； 量子干涉效应能够有效保护两体 系统的纠缠 [12] ； 其他的典型方案见文献 [13][14][15]。近期， Kim 等 [16] 提出了利用弱测量和弱测量反转方案来削弱 环 境 的 退 相 干 作 用 。 研 究 指 出 ， 在 振 幅 阻 尼 衰 减 通 道 中 ， 前 置 弱 测 量 和 后 置 弱 测 量 反 转 操 作 能 够 有 效 抑 制 一 个 量 子 比 特 的 退 相 干 。 弱 测 量 方 案 的 可 行 性 在 实 验 上 也 得 到 了 证 实 。 此 工 作 激 发 了 量 子 理 论 工 作 者 的 研究热情， 使得与弱测量相关的理论和实验迅速发展。肖兴等 [17] 将二能级原子的研究推广至三能级原子系 统中， 结果表明在两个三能级原子系统中， 弱测量方法能够保护系统的自由纠缠， 而对束缚纠缠的作用则难 以度量。弱测量反转强度的选取对保护效果有较大影响， 存在着最佳取值。同时， 文献 [17]也给出了此工作 详细的实验室实现方案。紧接着， 肖兴 [18] 又将弱测量方案推广至一个量子比特与三能级原子的杂化系统中， 收稿日期: 2015-06-14; 收到修改稿日期: 2015-08-17; 网络出版日期: 2016-02-17…”

Protecting entanglement by adjusting the velocities of moving qubits inside non-Markovian environments

“…[36][37][38][39]. Furthermore, some recent investigations have reported that two-qubit entanglement in non-Markovian environments can be protected by detuning [40][41][42], quantum Zeno effect [43], dynamical decoupling pulse sequences [44][45][46][47][48], compound quantum environments [49][50][51][52][53], suitable classical noise [54][55][56][57][58][59][60][61][62][63] and continuous driving field [64]. However, so far the effect of translational motion of qubits on the two-qubit entanglement dynamics in non-Markovian environment has not been addressed.…”