1美國南加州大學量子信息科學與技術中心，美國加利福尼亞州洛杉磯90089
2南加州大學電氣與計算機工程系，美國加利福尼亞州洛杉磯90089
3南加州大學化學系，美國加利福尼亞州洛杉磯90089
4南加州大學物理與天文學系，美國加利福尼亞州洛杉磯90089
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抽象
馬爾可夫主方程是開放量子系統研究中普遍使用的工具，但從第一性原理推導它們涉及一系列折衷。 一方面，無論與系統哈密頓量的耦合相對強度如何，雷德菲爾德方程對於快速環境（其相關函數的衰減比系統弛豫時間快得多）都是有效的，但是眾所周知，它是不完全正的。 另一方面，戴維斯方程保持完全正性，但僅在超弱耦合極限以及具有有限水平間距的系統中有效，這使其與任意快速的隨時間變化的駕駛不兼容。
在這裡，我們表明，最近導出的馬爾可夫粗粒度主方程（CGME）已經眾所周知是完全正的，與Davies方程相比，具有更大的適用範圍，而且是局部生成的，可以推廣為任意適應快速駕駛。 因此，我們將這種概括稱為時間相關的CGME，它適用於分析門模型量子計算中的快速運算，例如量子誤差校正和動態去耦。 我們的推導直接來自Redfield方程，並允許我們在所有三個方程（Redfield，Davies和粗粒度）上放置嚴格的誤差範圍。 因此，我們的主要結果是一個完全正的馬爾可夫主方程，對於系統哈密頓量的任何時間相關性，它都是對真實演化的受控近似，並且適用於任意小水平間距的系統。 我們通過分析說明了這一點，該分析表明即使在嚴格的馬爾可夫環境下，動態去耦也可以延長相干時間。
熱門摘要
我們的結果表明，只要環境動力學比其對系統的影響要快得多，那麼無論系統在做什麼，環境都有時間進行平衡，那麼就有一個值得信賴的數學模型。 我們的結果的一般性使得它適用於任意數量的量子位，以及其他量子系統，例如原子和量子點。 實驗人員應用於量子系統的控制已包含在我們的模型中，並且可以與開放系統效應產生微不足道的相互作用。 我們的模型在許多相關情況下都捕獲了這種相互作用，既用於將來量子信息中的理論結果，又用於量子實驗的仿真。
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