Un canal quantique dissipatif qui modélise la perte irréversible d'excitation (énergie) du système vers l'environnement, généralement représenté par une application qui réduit l'amplitude des composantes d'état excité dans la matrice densité du système.

Principe

Des degrés de liberté transportant de l'énergie du système se couplent aux modes environnementaux de sorte que des excitations sont transférées hors du système ; la dynamique réduite est non unitaire et est souvent décrite par des opérateurs de Kraus d'amortissement d'amplitude ou par une équation maître avec termes de relaxation (T1).

Démonstration

Un atome à deux niveaux préparé dans l'état excité |1> interagissant avec un bain bosonique à vide décroît vers l'état fondamental |0> avec une probabilité γ par intervalle de temps ; les populations de la matrice densité se relaxent vers |0> et les termes hors-diagonaux diminuent en fonction du paramètre d'amortissement.

Mauvaise application

Considérer l'amortissement d'amplitude comme une simple rotation de phase unitaire ou supposer qu'il ne modifie que les phases hors-diagonales ; inversement, modéliser une perte de population observée uniquement par des canaux de déphasage sans permettre d'échange d'énergie conduit à des prédictions erronées.

Conséquence

Les populations des niveaux excités diminuent, l'énergie émise apparaît dans les modes de l'environnement, la cohérence liée à l'amplitude d'état excité est affaiblie, et l'information quantique codée dans l'occupation excité est dégradée sauf si elle est protégée par correction d'erreur ou pompage.

Inversion

L'inverse conceptuel est un canal d'excitation (pompage) ou d'amplification qui transfère de l'énergie de l'environnement vers le système, augmentant la population excité ; une inversion déterministe est généralement impossible sans environnement corrélé ou apport externe d'énergie.

Limite

S'applique quand l'effet principal est la relaxation d'énergie ; exclut les processus de déphasage pur qui conservent les populations et les opérations unitaires cohérentes ; la validité peut nécessiter l'approximation markovienne ou de couplage faible sauf extension explicite au régime non markovien.

Tension sémantique

Souvent opposé au déphasage de phase : l'amortissement d'amplitude modifie les populations (perte d'énergie) ainsi que la cohérence, tandis que le déphasage détruit la cohérence en laissant les populations inchangées ; une mauvaise identification change les modèles d'erreur et les stratégies d'atténuation.

Synthèse

L'amortissement d'amplitude regroupe les processus de système ouvert par lesquels le couplage aux modes d'environnement entraîne la perte irréversible d'excitations, produisant relaxation des populations et réduction de cohérence ; on le reconnaît par le transfert de population vers des états de moindre énergie et par des termes de relaxation dans les équations maîtres.