Quantum dynamics under coherent and incoherent effects of a spin bath in the Keldysh formalism: Application to a spin swapping operation

Autores
Danieli, Ernesto Pablo; Pastawski, Horacio Miguel; Alvarez, Gonzalo Agustin
Año de publicación
2005
Idioma
inglés
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
We develop the Keldysh formalism for the polarization dynamics of an open spin system. We apply it to the swapping between two qubit states in a model describing an NMR cross-polarization experiment. The environment is a set of interacting spins. For fast fluctuations in the environment, the analytical solution shows effects missed by the secular approximation of the quantum master equation for the density matrix: a frequency decrease depending on the system-environment escape rate and the quantum quadratic short time behavior. Considering full memory of the bath correlations yields a progressive change of the swapping frequency.
Fil: Danieli, Ernesto Pablo. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Matemática, Astronomía y Física; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba; Argentina
Fil: Pastawski, Horacio Miguel. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Matemática, Astronomía y Física; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Física Enrique Gaviola. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Física Enrique Gaviola; Argentina
Fil: Alvarez, Gonzalo Agustin. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Matemática, Astronomía y Física; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche | Comisión Nacional de Energía Atómica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche; Argentina
Materia
decoherence
spin dynamics
Keldysh formalism
quantum information
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
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Repositorio
CONICET Digital (CONICET)
Institución
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
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description We develop the Keldysh formalism for the polarization dynamics of an open spin system. We apply it to the swapping between two qubit states in a model describing an NMR cross-polarization experiment. The environment is a set of interacting spins. For fast fluctuations in the environment, the analytical solution shows effects missed by the secular approximation of the quantum master equation for the density matrix: a frequency decrease depending on the system-environment escape rate and the quantum quadratic short time behavior. Considering full memory of the bath correlations yields a progressive change of the swapping frequency.
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