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dc.contributor.author
Kuffer, Martin
dc.contributor.author
Zwick, Analía Elizabeth
dc.contributor.author
Alvarez, Gonzalo Agustin
dc.date.available
2023-08-22T13:53:10Z
dc.date.issued
2022-04
dc.identifier.citation
Kuffer, Martin; Zwick, Analía Elizabeth; Alvarez, Gonzalo Agustin; Path Integral Framework for Characterizing and Controlling Decoherence Induced by Nonstationary Environments on a Quantum Probe; American Physical Society; PRX Quantum; 3; 2; 4-2022; 1-27
dc.identifier.issn
2691-3399
dc.identifier.uri
http://hdl.handle.net/11336/208855
dc.description.abstract
Reliable processing of quantum information is a milestone to achieve for the deployment of quantum technologies. Uncontrolled, out-of-equilibrium sources of decoherence need to be characterized in detail for designing the control of quantum devices to mitigate the loss of quantum information. However, quantum sensing of such environments is still a challenge due to their nonstationary nature that in general can generate complex high-order correlations. We introduce a path integral framework to characterize nonstationary environmental fluctuations by a quantum probe. We find the solution for the decoherence decay of nonstationary, generalized Gaussian processes that induce pure dephasing. This dephasing when expressed in a suitable basis, based on the nonstationary noise eigenmodes, is defined by the overlap of a generalized noise spectral density and a filter function that depends on the control fields. This result thus extends the validity of the similar general expression for the dephasing of open quantum systems coupled to stationary noise processes to out-of-equilibrium environments. We show physical insights for a broad subclass of nonstationary noise processes that are local in time, in the sense that the noise correlation functions contain memory based on constraints of the derivatives of the fluctuating noise paths. Spectral and non-Markovian properties are discussed together with implementations of the framework to treat paradigmatic environments that are out of equilibrium, e.g., due to a quench and a pulsed noise. We show that our results provide tools for probing the spectral and time-correlation properties, and for mitigating decoherence effects of out-of-equilibrium - nonstationary - environments.
dc.format
application/pdf
dc.language.iso
eng
dc.publisher
American Physical Society
dc.rights
info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.uri
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/
dc.subject
Informacion Cuantica
dc.subject
tecnologias cuanticas
dc.subject
sensores cuanticos
dc.subject.classification
Física Atómica, Molecular y Química
dc.subject.classification
Ciencias Físicas
dc.subject.classification
CIENCIAS NATURALES Y EXACTAS
dc.title
Path Integral Framework for Characterizing and Controlling Decoherence Induced by Nonstationary Environments on a Quantum Probe
dc.type
info:eu-repo/semantics/article
dc.type
info:ar-repo/semantics/artículo
dc.type
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.date.updated
2023-07-10T11:29:06Z
dc.journal.volume
3
dc.journal.number
2
dc.journal.pagination
1-27
dc.journal.pais
Estados Unidos
dc.description.fil
Fil: Kuffer, Martin. 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. Universidad Nacional de Cuyo; Argentina
dc.description.fil
Fil: Zwick, Analía Elizabeth. 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. Universidad Nacional de Cuyo; Argentina
dc.description.fil
Fil: Alvarez, Gonzalo Agustin. 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
dc.journal.title
PRX Quantum
dc.relation.alternativeid
info:eu-repo/semantics/altIdentifier/doi/https://doi.org/10.1103/PRXQuantum.3.020321
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