koherenciavesztéshez

Koherenciavesztésnek (dekoherenciának) nevezzük azt a folyamatot, amely során egy kvantumrendszer koherenciája, vagyis a szuperpozíciókból eredő interferencia-képessége jelentősen csökken vagy megszűnik, amikor a rendszer kölcsönhatásba lép a környezetével. Ennek eredményeként a kezdetben tiszta, összefonódott állapotból egy keverék, vagy vegyes állapot alakul ki, és a megfigyelésekben a klasszikus viselkedés egyre dominál.

Mechanizmusát a rendszer és a környezet közötti interakciók írják le. Az egész rendszer-környezet állapot összefonódik, és ha a környezetet nem figyeljük közvetlenül (vagy kiszűrjük), a redukált sűrűségmátrix a környezet szemszögéből elképzett részleges állapotra redukálódik. Így a koherencia elveszik a megfigyelt rendszerben, és interferencia- jelenségek csökkennek. A decoherence időskálája általában nagyon rövid lehet, és függ a környezeti zajtól, hőmérséklettől, az interakció típusától és a kiválasztott rendszer szokásos dőlésétől. A folyamatot gyakran dephasing (fázisvesztés) és dissipatív kölcsönhatások kombinációjaként írják le, a pointer-bázis pedig az a bázis, amelyhez a környezet a legerősebben kötődik.

Jelentősége van a kvantumtechnológiákban: a decoherence korlátozza qubitek élettartamát és a kvantuminformáció feldolgozásának megbízhatóságát. Megelőzése és kezelése kulcsfontosságú a gyakorlatban, például izoláció, alacsony hőmérséklet, dinamikus decoupling, hibajavító kódok és topológiai qubitek alkalmazásával.

Összefoglalva a koherenciavesztés a nyílt kvantum rendszerek tipikus viselkedése, amely megmagyarázza, miért és hogyan jelenik meg a klasszikus viselkedés a kvantumvilágban, és miért kiemelten fontos kezelni a kvantumtechnológiák tervezésekor.