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Correlated noise enhances coherence and fidelity in coupled qubits

Il est généralement admis que le bruit environnemental résultant des fluctuations thermiques nuit à la préservation de la cohérence et de l'intrication dans un système quantique. Dans le sens le plus simple, le déphasage et la décohérence sont liés aux fluctuations d'énergie provoquées par le couplage entre le système et les modes normaux du bain. Nous explorons ici le rôle de la corrélation du bruit dans un système de communication quantique à boucle ouverte dans lequel « l'émetteur » et le « récepteur » sont soumis à des environnements locaux présentant divers degrés de corrélation ou d'anti-corrélation. Nous introduisons la corrélation dans la densité spectrale en résolvant des équations différentielles stochastiques multidimensionnelles et les introduisons dans les équations de Redfield du mouvement pour la matrice de densité du système. Nous constatons que la corrélation peut améliorer à la fois la fidélité et la pureté d'un état d'intrication maximale (Bell). De plus, en comparant l'évolution de différents états initiaux de Bell, nous montrons que l'on peut sonder efficacement la corrélation entre deux environnements locaux. Ces observations peuvent être utiles dans la conception de portes quantiques et de protocoles de communication haute fidélité.