Information and Decoherence in a Muon-Fluorine Coupled System.
Information and Decoherence in a Muon-Fluorine Coupled System.
复制标题
μ子-氟耦合系统中的信息和退相干。
DOI：
10.1103/physrevlett.125.087201
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发表时间：
2020
影响因子：
8.6
通讯作者：
Wilkinson JM
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Wilkinson JM
量子系统的么正演化保持了它的相干性，但系统与环境之间的相互作用会导致退相干，这是一个存储在系统中的量子信息退化的过程。在氟化物晶体中注入一个自旋极化的正电荷Muon实现了这样一个相干量子系统，而Muon和最近邻的氟核自旋的纠缠引起了可以检测和测量的Muon极化的振荡时间依赖关系。在这里，我们展示了更远的核自旋的退相干效应可以被定量地建模，允许非常详细地描述介子-氟“系统”与其“环境”耦合的退相干过程，并使我们能够跟踪随着量子信息的退化而产生的系统熵。这些结果显示了如何精确地量化氟化物晶体中注入量子纠缠态的介子的自旋弛豫。
The unitary evolution of a quantum system preserves its coherence, but interactions between the system and its environment result in decoherence, a process in which the quantum information stored in the system becomes degraded. A spin-polarized positively charged muon implanted in a fluoride crystal realizes such a coherent quantum system, and the entanglement of muon and nearest-neighbor fluorine nuclear spins gives rise to an oscillatory time dependence of the muon polarization that can be detected and measured. Here we show that the decohering effect of more distant nuclear spins can be modelled quantitatively, allowing a very detailed description of the decoherence processes coupling the muon-fluorine “system” with its “environment,” and allowing us to track the system entropy as the quantum information degrades. These results show how to precisely quantify the spin relaxation of muons implanted into quantum entangled states in fluoride crystals.
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