Koherenssikauden

Koherenssikauden (koherenssikausi) käsite kuvaa aikaväliä, jonka kuluessa kvanttisysteemi säilyttää kvanttiparien tai superposition tilojen välisen vaihesinhronian. Toisin sanoen se on aika, jonka sisällä järjestelmän tilan off-diagonaaliset komponentit ovat merkittäviä ja superpositiot voivat säilyä. Kun ympäristön vuorovaikutus tai lämpötila aiheuttaa decoherencen, koherenssi heikkenee ja lopulta häviää.

Koherenssikestoa voidaan mitata eri kokeissa riippuen systeemistä. Yksi yleinen menetelmä on Ramsey-interferometria, jossa tilan vaihe-etäisyyksiä seurataan ajan kuluessa. Toisena menetelmänä käytetään spin- tai Hahn-echo -tekniikoita, joilla voidaan poistaa joissakin tapauksissa inhomogeenisen laajenemisen vaikutus. Koherenssia kuvaavat ajan mittayksiköt ovat usein T2 (dephasing-time) ja T2*, joista T2 on sisäinen koherenssiaika ja T2* huomioi ympäristön tuottaman aikaisen epäyhtenäisyyden.

Säätelevät tekijät ja mekanismit riippuvat järjestelmästä. Ympäristö, kuten lämpötila, magneettiset ja sähköiset häiriöt sekä vuorovaikutukset ympäröivän materiaalin kanssa, voivat nopeuttaa decoherencen syntyä. Spektrinen tiheys ja ympäristön dynaminen behavior määrittävät, millä tavoin koherenssi menetetään. Dinamikkaa vähentämällä (esim. dynamisen decoupling -nimen mukaan) koherenssikestoa voidaan joskus pidentää.

Esimerkkejä järjestelmistä: kvanttipiireissä ja superconducting qubiteissä koherenssikaudet voivat olla mikrosekunteja–millisekunteja, riippuen kompromissista teknologiassa ja ympäristöstä. NV-keskuksissa ja trapatuissa ioneissa koherenssi voi olla huomattavan pitkä. Valon tapauksessa temporainen koherenssi liittyy lähteen spectraliseen leveykseen ja palautuu interferometristen mittausten kautta. Koherenssikauden käsite on keskeinen kvanttilaskennan, spektrianalyysin ja kvanttiprosessien ymmärtämisessä.