diff --git a/quantum information/Longitudinal spin relaxation model applied to point-defect qubit systems.md b/quantum information/Longitudinal spin relaxation model applied to point-defect qubit systems.md index 73f22c5..31e6b04 100644 --- a/quantum information/Longitudinal spin relaxation model applied to point-defect qubit systems.md +++ b/quantum information/Longitudinal spin relaxation model applied to point-defect qubit systems.md @@ -51,8 +51,63 @@ $$ $C_0$ 只包含各个 $s_i$ 自己的哈密顿量,$C_1$ 包含了 $s_0$ 和 $s_i$ 之间的相互作用。 描述它们的方程分别是: +$$ +\begin{aligned} + \dot{Q}_{C_0} &= \frac{1}{i\hbar}[h_{c_0}, Q_{C_0}] + \varepsilon(Q_{C_0}) \\ + \dot{Q}_{C_i} &= \frac{1}{i\hbar}[h_{c_i}, Q_{C_i}] + \varepsilon(Q_{C_i}) +\end{aligned} +$$ +其中 +$$ +\begin{aligned} + h_{c_0} &= h_0 \\ + h_{c_i} &= h_0 + h_i + h_{0i} +\end{aligned} +$$ +这时,如果要关注每个自旋的行为,对于除了 $s_0$ 以外的每个自旋,将 $Q_{C_i}$ 中关于 $s_0$ 的项取迹即可; +$$ +Q_{s_i} = \operatorname{Tr}_{s_0} Q_{C_i} +$$ + +对于 $s_0$,会得到 $N+1$ 个方程: + +$$ +\begin{aligned} + \dot{Q}_{s_0} &= Q_{C_0} \\ + \dot{Q}_{s_0} &= \operatorname{Tr}_{s_i} \dot{Q}_{C_i} +\end{aligned} +$$ + +接下来,我们首先会扩展 3 和 4 式来描述自旋系统之间的相互作用,使得随着时间,退化的密度矩阵的对角元素不变且改变能量的特征值。 +接下来,我们会在 5 式中增加一个额外的 Lindbladian 项,这一项会导致自旋翻转,改变中心自旋的对角元素。 + +### 1. Mean intra-spin-bath field + +实际上,之前所说的任何一个 $c_0$ 和 $c_i$ 系统,都一定会受到系统以外的自旋的影响。 +因此,我们在哈密顿量里加一项,来描述其它的(系统之外的)自旋对这个系统的影响。 +具体来说,就是将哈密顿量取为: + +$$ +\begin{aligned} + \tilde h_{c_0} &= h_0 + \beta_0 \\ + \tilde h_{c_i} &= h_0 + \beta_i + h_i + h_{0i} \\ + \beta_0 &= \sum_{i=1}^{n} \alpha_i \\ + \beta_i &= \sum_{j=1, j\neq i}^{n} (\alpha_j \otimes I_{d_i}) \\ + \alpha_i &= \operatorname{Tr}_i \left( h_{0i} \circ (I_{d_0} \otimes \operatorname{Tr}_0 \rho_{c_i}) \right) +\end{aligned} +$$ + +TODO: 整理一下这里所有符号的含义,确定“平均”的含义。 + +注意到: + +$$ +\operatorname{Tr}_i \beta_i + \alpha_i = \beta_0 +$$ + +### 2. Extended Lindbladian