Convergence of quantum random walks with decoherence

量子行走 量子退相干 数学 随机游动 特征向量 概率分布 数学物理 组合数学 量子 量子力学 物理 量子算法 统计
作者
Shimao Fan,Zhiyong Feng,Sheng Xiong,Wei-Shih Yang
出处
期刊:Physical Review A [American Physical Society]
卷期号:84 (4) 被引量:13
标识
DOI:10.1103/physreva.84.042317
摘要

In this paper, we study the discrete-time quantum random walks on a line subject to decoherence. The convergence of the rescaled position probability distribution $p(x,t)$ depends mainly on the spectrum of the superoperator ${\mathcal{L}}_{kk}$. We show that if 1 is an eigenvalue of the superoperator with multiplicity one and there is no other eigenvalue whose modulus equals 1, then $\stackrel{\ifmmode \hat{}\else \^{}\fi{}}{P}(\frac{\ensuremath{\nu}}{\sqrt{t}},t)$ converges to a convex combination of normal distributions. In terms of position space, the rescaled probability mass function ${p}_{t}(x,t)\ensuremath{\equiv}p(\sqrt{t}x,t)$, $x\ensuremath{\in}Z/\sqrt{t}$, converges in distribution to a continuous convex combination of normal distributions. We give a necessary and sufficient condition for a U(2) decoherent quantum walk that satisfies the eigenvalue conditions. We also give a complete description of the behavior of quantum walks whose eigenvalues do not satisfy these assumptions. Specific examples such as the Hadamard walk and walks under real and complex rotations are illustrated. For the O(2) quantum random walks, an explicit formula is provided for the scaling limit of $p(x,t)$ and their moments. We also obtain exact critical exponents for their moments at the critical point and show universality classes with respect to these critical exponents.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
英姑应助涨涨涨采纳,获得10
2秒前
盐水冰发布了新的文献求助10
2秒前
无花果应助wh雨采纳,获得10
2秒前
3秒前
冷艳的幻桃完成签到,获得积分10
4秒前
HeTaoLuu关注了科研通微信公众号
5秒前
韦浩浩给韦浩浩的求助进行了留言
5秒前
5秒前
7秒前
8秒前
Natsume完成签到,获得积分10
8秒前
在水一方应助Ivy采纳,获得10
9秒前
10秒前
小鞠发布了新的文献求助10
10秒前
11秒前
冷静无心发布了新的文献求助10
11秒前
小鹿完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
Rikki完成签到,获得积分20
12秒前
慧19960418发布了新的文献求助10
14秒前
15秒前
15秒前
乐观发卡发布了新的文献求助10
17秒前
huohuo143完成签到,获得积分10
17秒前
时尚问安完成签到 ,获得积分10
19秒前
24秒前
shain完成签到,获得积分10
25秒前
天天快乐应助fdwang采纳,获得10
26秒前
嘿嘿发布了新的文献求助20
29秒前
31秒前
顺风顺水顺科研完成签到,获得积分10
32秒前
坦坦星完成签到,获得积分10
36秒前
涨涨涨发布了新的文献求助10
36秒前
深情安青应助李梓权采纳,获得10
40秒前
ShengzhangLiu发布了新的文献求助10
40秒前
对手发布了新的文献求助10
41秒前
李健应助嘿嘿采纳,获得20
41秒前
1257应助快去睡觉采纳,获得10
41秒前
43秒前
1257应助不许内耗采纳,获得10
45秒前
高分求助中
中国国际图书贸易总公司40周年纪念文集 大事记1949-1987 2000
TM 5-855-1(Fundamentals of protective design for conventional weapons) 1000
草地生态学 880
Threaded Harmony: A Sustainable Approach to Fashion 799
Basic Modern Theory of Linear Complex Analytic 𝑞-Difference Equations 510
Queer Politics in Times of New Authoritarianisms: Popular Culture in South Asia 500
Livre et militantisme : La Cité éditeur 1958-1967 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3059100
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2715072
关于积分的说明 7443633
捐赠科研通 2360574
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1250828
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 607550
版权声明 596432