Dekoherencja splątanych spinowo stanów pary trypletów w ciele stałym: wibracje lokalne vs delokalizowane

Kontekst : Jesteśmy w stanie stałym. Po aborcji fotonów przez układ ze stanem podstawowym singletu, układ zachowuje zachowujące spin rozszczepienie jednego ekscytonu spinowego singletu na dwa ekscytony spinowo-trypletowe (dla kontekstu, patrz Stan splątanej pary trypletów w materiałach acenowych i heteroacenowych ). Te spinowe tryplety rozchodzą się w ciele stałym, wciąż splątanym. Celem związanym z obliczeniami kwantowymi wszystkich tych operacji byłoby przeniesienie splątania dwóch latających kubitów do dwóch pozycji, które są ustalone w przestrzeni i są również dobrze chronione przed dekoherencją (niskoenergetyczne wzbudzenia spinów jądrowych w jonie paramagnetycznym, na przykład).

Omawiany problem (2) i pytanie: W końcu utracono uwikłanie między dwoma trojaczkami, a ponadto nieuchronnie triplety znajdują sposób na relaks z powrotem do stanu singletowego, emitując energię w postaci fotonów. Chciałbym obliczyć wpływ wibracji na te procesy. Zakładam, że niezależne rozluźnienie każdej z dwóch trojaczków można obliczyć głównie biorąc pod uwagę lokalne wibracje, np. Postępując zgodnie z procedurą podobną do tej, którą tutaj zastosowaliśmy ( Określenie kluczowych lokalnych wibracji w relaksacji molekularnych kubitów spinowych i magnesów jednocząsteczkowych ). Czy obliczenie utraty splątania byłoby koniecznie związane z delokalizowanymi trybami wibracji, które jednocześnie dotyczą lokalnego środowiska obu trojaków?

Pozwól mi pójść na doświadczenie samouka . Po krótkiej lekturze moja krótka odpowiedź na moje własne pytanie

Czy obliczenie utraty splątania byłoby koniecznie związane z delokalizowanymi trybami wibracji, które jednocześnie dotyczą lokalnego środowiska obu trojaków?

jest: prawdopodobnie tak, ale niekoniecznie / przede wszystkim .

Następuje dłuższa odpowiedź. Dzięki wcześniejszej znajomości dekoherencji, ale nieznajomości disentanglementu , ten dokument był niezwykle pomocny: utrata zaplątania w kubitach kropki kwantowej z powodu interakcji z otoczeniem (Enrique P Blair i in., 2018, J. Phys .: Condens. Matter , 30, 195602). Scenariusz fizyczny nie jest identyczny, ale pozwala na kilka kluczowych informacji:

• Podobnie jak spójność, splątanie jest utrzymywane domyślnie , a nie przez proces, to znaczy: musimy tylko szukać procesów, które go jawnie niszczą. W ten sposób uzyskuje się lepsze liczby fotonów splątanych w porównaniu z kubitami półprzewodnikowymi, patrz Jaka jest maksymalna separacja między dwoma splątanymi kubitami, która została osiągnięta eksperymentalnie?
• Z powyższego punktu (iz powyższego artykułu) rozważmy najpierw przypadek, w którym dwa kubity są wystarczająco daleko, aby uniknąć interakcji między sobą, a także aby uniknąć interakcji ze wspólnym środowiskiem. W przypadku tak odizolowanych kubitów po prostu przez uwzględnienie dekoherencji w pełni uwzględnimy rozplątanie .
• Uwikłanie jest wyłącznością: uwikłanie między dwiema stronami jest stopniowo tracone, ponieważ strony te coraz bardziej zaplątują się w inne strony. Tak więc, z splątaniem między dwoma kubitami - jak ze spójnością jednego kubita - głównym celem naszej uwagi powinno być to, w jaki sposób kubit wchodzi w interakcję z otoczeniem. W rozpatrywanym przypadku: z kąpielą wirową i kąpielą fononową. Te same procesy, które niszczą spójność, zniszczą splątanie, zasadniczo w tym samym tempie . Aby uzyskać szczegółowe informacje, oblicz wierności i / lub świadków splątania.
• Jeśli dwa kubity nie są idealnie odizolowane od siebie, zachodzi między nimi interakcja, która może być bezpośrednia lub za pośrednictwem wspólnego środowiska. W takim przypadku dwa kubity mogą doświadczyć ewolucji zbiorowej, która nie tylko wpływa na ich indywidualną spójność, ale także zmienia ich uwikłanie. O to pyta pytanie, a tutaj odpowiedź byłaby warunkowa tak. Należy wziąć pod uwagę kolektywne mody wibracyjne wpływające na oba kubity, ponieważ promują kolektywną ewolucję, która może albo tworzyć, albo niszczyć splątanie .