Un processus de décohérence où les phases relatives entre états de base décroissent tandis que les populations (éléments diagonaux) restent essentiellement inchangées ; généralement modélisé par un canal de déphasage qui supprime les termes hors-diagonaux de la matrice densité sans échange d'énergie.

Principe

Des degrés de liberté environnementaux surveillent de façon continue ou stochastique des observables qui distinguent les états propres du système, imprimant des décalages de phase aléatoires et moyennant les cohérences ; le processus n'implique pas nécessairement un transfert d'énergie mais détruit la visibilité des superpositions quantiques.

Démonstration

Dans une expérience d'interférence de Ramsey, un ensemble de qubits préparés en superposition |0>+|1> montre une visibilité des franges qui décroit en temps à cause de champs fluctuants incontrôlés ; la perte de contraste est capturée par une décroissance exponentielle des éléments hors-diagonaux de la matrice densité.

Mauvaise application

Interpréter toute perte de signal observée comme une relaxation d'énergie ou modéliser le déphasage de phase par des canaux d'amortissement d'amplitude de sorte que les populations changent ; attribuer à tort la décohérence au bruit de phase lorsque le mécanisme dominant est la décroissance de population conduit à des corrections inadéquates.

Conséquence

Perte d'interférence cohérente et d'information hors-diagonale qui réduit la fidélité des algorithmes reposant sur la superposition et l'intrication tout en laissant intactes les valeurs moyennes d'observables diagonaux ; la correction d'erreurs et les techniques d'écho peuvent partiellement restaurer la cohérence.

Inversion

Les techniques de refocalisation de phase (spin echo, découplage dynamique) peuvent inverser ou ralentir certains effets de déphasage en renversant dans le temps les phases aléatoires accumulées sous des conditions appropriées ; l'inversion complète requiert la connaissance ou le contrôle de la réalisation du bruit.

Limite

S'applique quand la décohérence survient sans échange d'énergie significatif ; exclut les processus qui modifient les populations (amortissement d'amplitude) et le bruit classique de lecture qui ne déphase pas les amplitudes quantiques ; peut être markovien ou non markovien.

Tension sémantique

Tension entre déphasage et bruit de phase classique ou effondrement induit par mesure : le déphasage est un canal physique de décohérence issu d'un couplage non contrôlé, tandis que l'incertitude quantique intrinsèque de phase n'est pas nécessairement due à un déphasage induit par l'environnement.

Synthèse

Le déphasage de phase regroupe les processus de décohérence qui détruisent sélectivement les cohérences en introduisant des phases relatives aléatoires tout en conservant les populations ; il se reconnaît par la perte de contraste d'interférence et se modélise par des applications de déphasage ou des termes de déphasage dans des équations maîtres.