1南加州大学量子信息科学与技术中心，美国加利福尼亚州洛杉矶90089
2南加州大学电气与计算机工程系，美国加利福尼亚州洛杉矶90089
3南加州大学化学系，美国加利福尼亚州洛杉矶90089
4南加州大学物理与天文学系，美国加利福尼亚州洛杉矶90089
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抽象
马尔可夫主方程是开放量子系统研究中普遍使用的工具，但从第一性原理推导它们涉及一系列折衷。 一方面，不管与系统哈密顿量的耦合相对强度如何，雷德菲尔德方程对于快速环境（其相关函数的衰减比系统弛豫时间快得多）都是有效的，但是众所周知它是不完全正的。 另一方面，戴维斯方程保持完全正性，但仅在超弱耦合极限以及具有有限水平间距的系统中有效，这使其与任意快速的随时间变化的驾驶不兼容。
在这里，我们表明，最近导出的马尔可夫粗粒度主方程（CGME）已经众所周知是完全正的，与Davies方程相比，其适用范围大大扩展，而且是局部生成的，可以推广为任意容纳快速驾驶。 因此，我们将这种概括称为时间相关的CGME，它适用于分析门模型量子计算中的快速运算，例如量子误差校正和动态去耦。 我们的推导直接来自Redfield方程，并允许我们在所有三个方程（Redfield，Davies和粗粒度）上放置严格的误差范围。 因此，我们的主要结果是一个完全正的马尔可夫主方程，对于系统哈密顿量的任何时间相关性，它都是对真实演化的受控近似，并且适用于任意小水平间距的系统。 我们通过分析说明了这一点，该分析表明即使在严格的马尔可夫环境下，动态去耦也可以延长相干时间。
热门摘要
我们的结果表明，只要环境动力学比其对系统的影响要快得多，那么无论系统在做什么，环境都有时间进行平衡，那么就有一个值得信赖的数学模型。 我们的结果的一般性使得它适用于任意数量的量子位，以及其他量子系统，例如原子和量子点。 实验人员应用于量子系统的控制已包含在我们的模型中，并且可以与开放系统效应产生微不足道的相互作用。 我们的模型在许多相关情况下都捕获了这种相互作用，既用于将来量子信息中的理论结果，又用于量子实验的仿真。
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