dephasointikanava

Dephasointikanava (engl. dephasing channel) on kvanttisen informaation kanava, joka mallintaa koherenssin menettämistä ilman energianvaihtoa ympäristön kanssa. Se kuvaa decoherence-ilmiötä siten, että tilan diagonaaliset elementit säilyvät, kun off-diagonaaliset elementit heikkenevät koherenssin hiipumisen vuoksi.

Kraus-esitys: Yhden qubitin dephasointikanava voidaan esittää kahdella Kraus-operaattorilla K0 = √(1−p) I ja K1 = √p Z, jolloin E(ρ) = K0 ρ K0† + K1 ρ K1†. Tässä 0 ≤ p ≤ 1. Tällöin tilan ρ off-diagonaaliset elementit muuttuvat seuraavasti: ρ'01 = (1−2p) ρ01 ja ρ'10 = (1−2p) ρ10, kun diagonaaliset elementit säilyvät: ρ'00 = ρ00 ja ρ'11 = ρ11.

Jatkuva-aikainen malli kuvaa dekoherenssia eksponentiaalisesti: ρ'01 = e^{−Γ t} ρ01 ja ρ'10 = e^{−Γ t} ρ10, missä Γ on dekoherenssinopeus ja t on aika. Tämä malli vastaa ympäristön aiheuttamaa decoherencea, jossa koherenssi heikkenee ajan myötä.

Laajennettuna usealle qubitille dephasointikanava voidaan toteuttaa itsenäisesti jokaiselle qubitille tai korreloituneena kanavana; itsenäinen malli säilyttää kunkin qubitin populaatiot, mutta heikentää koherenssia. Dephasointikanavaa käytetään laajasti kvanttivirheenkorjauksessa ja kvanttitoiminnan mallinnuksessa sekä kokeellisissa järjestelmissä, kuten superjohtavien kvanttibitien, ionijärjestelmien ja fotonijärjestelmien yhteyksissä.