Excitation Flow, Positivity, and Fisher Information for Open Subsystems of an $N$-Qubit Network
The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）
研究开放子系统中激发流对正性、完全正性及Fisher信息的影响，揭示传播子集的正性域和固定点分布，分析Fisher信息的分解与极值条件。
2026-05-14 quant-ph
Complete positivity, finite temperature effects, and additivity of noise for time-local qubit dynamics
我们提出了一个量子比特动力学的一般模型，它需要纯退相和耗散的时间局域主方程。这使我们能够描述超出通常的马尔可夫近似的热化和退相的综合效果。我们研究了完全的正性条件，并引入了一个启发式模型，总是物理的，并提供了正确的马尔可夫极限。本文研究了温度对系统非马尔可夫行为的影响，证明了Yu和Eberly在文献[1]中讨论的噪声可加性在马尔可夫极限之外仍然成立。
2015-11-23 quant-ph
Exact non-Markovian master equations for multiple qubit systems: quantum trajectory approach
利用相应的精确非马尔可夫量子态扩散方程，可以显式地构造多量子比特系统的一类精确主方程。这些精确的主方程自然地从量子比特系统的量子退相干动力学中产生，量子比特系统是一个耦合到集体有色噪声源的量子存储器。精确的主方程在最优量子控制、量子耗散和量子热力学中也很重要。在本文中，我们证明了一个耗散的N-量子比特系统的精确的非马尔可夫主方程可以显式地从相应的非马尔可夫量子轨迹的统计平均值导出。我们通过一个耦合到非马尔可夫玻色子环境的三量子比特系统的显式构造来说明我们的一般公式。这个多量子比特主方程提供了量子系统在不同域中的精确时间演化，并为研究非马尔可夫状态下开放系统的记忆效应铺平了道路。
2014-08-07 quant-ph
Multi-Qubit Joint Measurements in Circuit QED: Stochastic Master Equation Analysis
推导了电路量子电动力学中多量子比特对角可观测量的随机主方程。在量子比特衰减可以忽略的情况下，我们的方法取代了以前工作的极化子样变换，这需要对三个量子比特和两个谐振器模式的物理有趣的情况进行冗长的计算。这里介绍的技术使这种计算简单明了，而且显然是正确的。使用这种技术，我们能够证明，寄存器大于一个量子比特下的非马尔可夫主方程的演变。我们进行了数值模拟的三量子比特，从以前的工作中的两个模式的情况下，获得平均测量后状态保真度的$\sim 94\%$，测量引起的退相干和退相的限制。
2017-07-24 quant-ph
On the positivity of Bloch-Boltzmann equations
布洛赫-玻尔兹曼方程（BBE）在光谱学的许多应用中起着重要的作用。他们描述了一个活跃的原子，这是耦合到辐射（布洛赫部分），并与扰动气体（玻尔兹曼部分）碰撞相互作用的约化密度运营商的演变。碰撞部分的标准方法从文献中是众所周知的。它保留了厄米性和规范化，但它是否保留了积极性的问题似乎仍然悬而未决。最近通过一般主方程技术导出了完全正的BBE。这两种方法都适用于一个n能级非简并原子模型。我们表明，在这个模型中，这两种方法的碰撞部分的BBE是等效的-给出相同的物理预测。基于主方程技术的方法保证了厄米性、归一化和正性的保持。已证明的等价性证明了标准方法也保留了正性。此外，标准推导的某些方面（哪些原子态确实有助于演化）通过所建立的等价性得以澄清。
2004-12-17 quant-ph
Non-Markovian master equation for interacting qubits coupled to a bosonic bath: analytic form and asymptotic approximation
耦合到玻色子浴中的两个相互作用的二能级量子比特的非马尔可夫动力学先前使用量子状态扩散（QSD）方程进行了研究，其中随机状态被用来描述系统。在这项研究中，我们提供了另一个角度对这个系统推导的解析形式的主方程，它描述了一个减少密度矩阵的系统。然后，我们验证了主方程通过检查纠缠产生和状态纯度。此外，与主方程，我们观察到的影响，从一阶噪声，并注意到，一个很好的渐近近似的主方程可以忽略一阶噪声。
2015-07-28 quant-ph
Complete Positivity and Thermal Relaxation in Quadratic Quantum Master Equations
本文提出一种系统方法，通过广义布朗运动的正则量子化推导满足完全正定且保迹（CPTP）映射的量子主方程，并针对多体二次哈密顿量建立 CPTP 判据，以描述热弛豫过程并应用于网络模型等相互作用体系。
2024-11-14 cond-mat.stat-mech hep-th quant-ph
Quantum Dynamics, Master Equation and Equilibrium for a Qubit Coupled to a Thermal Boson Field
本文解析推导了旋转波近似下量子比特与热玻色子环境耦合的精确主方程，分析了演化算子的长时间行为，并考察了系统达到热平衡的条件。
2025-10-15 quant-ph
Range of applicability of the Hu-Paz-Zhang master equation
本文研究了在弱耦合极限下无Lindblad形式的Caldeira-Leggett模型的Hu-Paz-Zhang主方程的二阶微扰情形。在我们的研究中，我们使用高斯初始状态能够采用一个充分和必要的条件，可以暴露的正违反的密度算子在时间演化。我们证明了当定态解不是正算子时，非马尔可夫主方程的演化存在问题，即，没有物理解释。我们还表明，解决方案始终保持物理的小时代的演变。此外，我们确定了一个强大的反常行为，当解决方案的轨迹是发散的。我们还提供了相应的马尔可夫主方程的结果，并表明，积极的违反发生各种类型的初始条件，即使当固定的解决方案是一个积极的运营商。基于我们的数值结果，我们得出结论，这种非马尔可夫主方程是优于相应的马尔可夫之一。
2020-08-13 quant-ph
Non-Markovian dissipative dynamics of two coupled qubits in independent reservoirs: a comparison between exact solutions and master equation approaches
研究了两个相互作用的量子比特耦合到两个独立玻色子浴中的约化动力学。单激励动力学推导和比较的基础上适当的非马尔可夫主方程的分辨率。利用Nakajima-Zwanzig和无时间卷积投影算子技术描述了双量子比特系统的非马尔可夫动力学特征。这种近似方法的有效性和它们的有效性范围对应于不同的选择描述系统的参数带来光。
2009-07-27 quant-ph
Staying positive: going beyond Lindblad with perturbative master equations
微扰主方程（布洛赫-雷德菲尔德）被广泛用于研究耗散量子力学-特别是量子比特-尽管25年前的批评认为它违反了正性（产生负概率）。我们采取一个任意的系统耦合到一个环境中包含许多度的自由，并投其微扰主方程（来自一个微扰处理Nakajima-Zwanzig或Schoeller-Schon方程）的形式Lindblad主方程。我们发现方程的参数是时间依赖的。这种时间依赖性很少被考虑，并使Lindblad的动力半群分析失效。我们分析了一个这样的布洛赫-雷德菲尔德主方程（一个两级系统耦合到一个环境，具有很短的，但非零的记忆时间），这显然违反了积极性。我们分析表明，一旦占的参数的时间依赖性，积极性被保存。
2008-03-26 cond-mat.mes-hall quant-ph
Exact master equations for the non-Markovian decay of a qubit
构造了描述两态系统衰减为结构化水库的精确主方程。采用模型的精确解，我们确定的内存内核的Nakajima-Zwanzig主方程和相应的时间卷积主方程的生成器的解析表达式。这种方法允许详细的调查和比较相应的摄动展开的收敛行为。此外，我们发现，广泛使用的唯象主方程的记忆核的结构可能是不兼容的底层微观模型的非微扰处理。我们讨论了我们的结果的微观分析和开放系统的非马尔可夫量子动力学的唯象建模的几个物理意义。
2010-02-10 quant-ph
Quantum master equations for entangled qubit environments
我们研究的马尔可夫动力学的集合n量子系统耦合到一个不可逆的环境通道组成的一个流的n纠缠量子比特。在重复量子相互作用的框架内，我们推导出描述复合量子系统动力学的主方程。我们研究了两个量子比特环境中联合系统的演化，发现（1）环境中存在反对角相干态（在局域基中）是两个远程系统纠缠的必要条件，（2）最大纠缠的两个量子比特浴是一个例外点，没有唯一的稳态。对于一般情况下的n-量子比特环境，我们表明，在最大纠缠浴相干（当表示在局域能量基），不影响系统的演化在弱耦合制度
2018-07-05 quant-ph
Optimally chosen Nakajima-Zwanzig master equation for mean field approximation
我们定义了一个投影算子的系综，每个投影算子都有一个精确的Nakajima-Zwanzig主方程用于量子开放系统演化。一个平均场近似的记忆内核的介绍，产量，为最佳选择的投影算子，一个完全确定的非齐次主方程。以前的证明的积极性和平衡扩展到这些新的非齐次非马尔可夫主方程。我们研究了金刚石中的氮空位中心与13 C杂质的相互作用来说明该方法。
2011-10-11 quant-ph
Complete positivity, positivity and long-time asymptotic behavior in a two-level open quantum system
本文研究两级开放量子系统中完全正性、正性与非马尔可夫性的条件，建立了弛豫率条件以确保动力学映射的完全正性和正性，并分析了系统趋于平衡态的长时间渐近行为。
2023-12-26 quant-ph
Zeno Dynamics and High-Temperature Master Equations Beyond Secular Approximation
讨论了一类由超越久期近似的主方程生成的映射的完全正性。深入分析了这类演化与系统物理性质之间的联系。它还表明，在适当的假设下，芝诺动力学可以诱导，因为浴的高温。
2013-10-16 quant-ph
Non-Markovian dynamics of a qubit coupled to an Ising spin bath
研究了耦合到自旋浴的单量子比特系统的解析可解伊辛模型。本研究的目的是分析和阐明马尔可夫和非马尔可夫主方程描述系统量子比特的动力学的性能，与精确解相比。我们发现，无时间卷积主方程表现特别好，直到四阶的系统浴耦合常数，相比Nakajima-Zwanzig主方程。马尔可夫方法的票价差，由于无限浴相关时间在这个模型中。最近提出的后马尔可夫主方程执行时间卷积主方程的适当选择的内存内核，并优于所有的近似方法在这里考虑在很长一段时间。我们的研究结果揭示了主方程的适用性，以减少系统动力学的描述中存在的自旋浴。
2007-07-13 quant-ph
Non-Markovian dynamics of a qubit
在本文中，我们研究了非马尔可夫动力学的量子比特通过比较两个广义主方程的记忆。在热浴的情况下，我们导出了最近在文献[A]中提出的后马尔可夫主方程的解。Shabani和D. A. Lidar，Phys. Rev. A { \bf 71}，020101（R）（2005）]，并且我们研究了指数衰减的存储器内核的动力学。我们比较了后马尔可夫主方程的解决方案与典型的记忆核主方程的解决方案。我们的研究结果导致一个新的物理解释的水库关联函数，并带来光的可用性与内存的系统考虑的主方程的限制。
2006-02-08 quant-ph
Critical assessment of two-qubit post-Markovian master equations
最近提出了一个后马尔可夫主方程来描述与记忆保持环境耦合的系统的演化[A. Shabani和D. A. Lidar，Phys.Rev.A71，020101（R）（2005）]。对于受适当选择的环境条件影响的单个量子位，相应的动力学总是合理和物理的。在这里，我们将这种情况扩展到两个量子位的情况，其中只有一个受到环境影响。我们展示了如何，尽管无辜的这样一个扩展，引入第二个量子比特应该做暨grano salis，以避免后果，如相关的动力学映射的正性的破坏。这暗示了在采用现象学衍生的模型来描述马尔可夫框架之外的进化时，必须小心。
2012-03-22 quant-ph
Mean field master equation for self-interacting baths II: extension to time-dependent subsystem Hamiltonians
一个平均场参数是用来推导出一个主方程的系统同时相互作用的外部领域和耦合的环境自由度。我们证明了这个主方程保持约化密度矩阵的正性。主方程的解决方案进行了比较，由三个自旋，这是操纵与一个序列的激光脉冲，同时与自旋浴相互作用的系统的精确解。随着浴旋转次数的增加，精确解似乎收敛于主方程结果。
2003-06-12 quant-ph
Hybrid master equation for calorimetric measurements
目前正在进行的实验活动的目的是量热测量的热力学指标的量子集成系统。我们研究了一个有限大小的热电子库与驱动量子比特接触的模型。由于与量子位和无限大小的声子浴的能量交换，储存器的温度发生变化。在弱耦合和弱驱动的假设下，我们将量子比特-电子-温度的演化模型化为不同温度下量子比特密度矩阵的混合主方程。我们将温度演化与量子位-电子模型的早期处理进行比较，其中动力学在驱动强度远大于量子位-电子耦合平方的假设下由Floquet主方程建模。我们用数值和解析的方法探讨了这两种动力学数学模型在弱驱动参量区的预测。我们数值确定的参数区域的两个模型的动力学给不同的温度预测和那些他们的预测相匹配。
2018-11-30 quant-ph
Dynamics and control of a qubit in spin environment: an exact master equation study
我们提出了一个精确的主方程的中心自旋$1/2$系统耦合到一个自旋$1/2$浴的超精细相互作用，这提供了一个统一的形式为自由演化和控制动力学的中心自旋。该方程使我们能够研究各种程度的非马尔可夫动力学过程的可控性。我们研究了在不同浴槽光谱和体系-浴槽耦合强度下，Overhauser效应对中心自旋退相干动力学的影响。在固态量子信息处理中，采用非微扰泄漏消除方法来抑制退相干。
2016-01-26 quant-ph
Preservation of Positivity by Dynamical Coarse-Graining
我们比较了不同的量子主方程的约化密度矩阵的时间演化。广泛应用的长期近似（旋转波近似）与Born-Markov近似相结合，生成Lindblad型主方程，确保完全正的和稳定的演化，并且通常很好地适用于光学浴。然而，对于声子浴，预期长期近似是无效的。通常的马尔可夫主方程一般不保持密度矩阵的正性。作为一个解决方案，我们提出了一个动态适应粗粒度的时间尺度的粗粒度的方法。对于一些简单的例子，我们证明，这保留了积分微分玻恩方程的精度。对于大的时候，我们分析表明，长期近似主方程恢复。该方法原则上可以扩展到具有动态变化的系统哈密顿量的系统，这对于绝热量子计算特别感兴趣。我们给出了一些数值例子的自旋玻色子模型的情况下，自旋系统热化迅速，热化没有达到的其他例子。
2008-06-20 cond-mat.mes-hall quant-ph
Positivity and complete positivity of differentiable quantum processes
研究了作为参数族的可微完全正的保迹映射的量子过程。利用生成元的不同表示和半正定矩阵的Sylvester准则，我们得到了过程可整除为完全正（CP-整除）和正（P-整除）无穷小映射的条件.这两个概念都与量子非马尔可夫性的定义直接相关。对于单量子比特的情况下，我们表明，CP-和P-整除只依赖于主方程形式的发电机的耗散矩阵。然后，我们讨论三类过程中的标准，不同类型的整除结果在简单的几何不等式，其中一类的非酉各向异性泡利通道。
2019-09-15 quant-ph
Master equation for dissipative interacting qubits in a common environment
在本文中，我们推导了一对XY耦合的二能级系统与同一无记忆库相互作用的微观主方程。特别地，我们将这个主方程应用于自由空间中的一对二能级原子的情况，在那里我们可以清楚地对比与这里获得的微观主方程和仅包括\textit{a posteriori}的原子-原子耦合的唯象方法所做的预测，即在推导开放系统的运动方程时不考虑。我们表明，例如，现象学的方法完全失败的对称和反对称衰变通道所发挥的作用的评估。因此，与集体效应（如超辐射）相关的预测在现象学方法中是误导性的。我们还获得了荧光光谱使用的微观模型在这里开发。
2014-03-08 quant-ph
Dissipation of the Rabi model beyond the rotating wave approximation: Quasi-degenerate qubit and ultra-strong coupling
研究了环境对量子比特-振子耦合系统动力学行为的影响。我们研究的情况下，准简并量子比特的超强耦合制度的量子比特的频率是远远小于振荡器的频率，量子比特和振荡器之间的耦合是大的，这两个无效通常采用的旋转波近似。与标准的量子光学主方程不同，我们在微观上推导了一个修饰态主方程，同时明确地考虑了量子比特-振荡器耦合。利用导出的主方程，我们讨论了一种可以用来探测量子比特-振子系统的修饰能级结构的光谱技术。
2013-04-19 quant-ph
Master Equation Emulation and Coherence Preservation with Classical Control of a Superconducting Qubit
本文提出利用经典随机噪声系统化仿真特定主方程动力学的方法，并证明非马尔可夫噪声可作为资源延长量子系统相干时间、对抗马尔可夫环境的不利影响。
2024-02-20 quant-ph
Analysis of complete positivity conditions for quantum qutrit channels
分析了具有广义Bloch矢量仿射变换形式的四重量子信道的完全正性约束。对于对角（阻尼）通道，我们推导出类似于在量子比特情况下在通道参数空间中产生四面体结构的条件。
2008-12-15 quant-ph
Stochastic Master Equation Analysis of Optimized Three-Qubit Nondemolition Parity Measurement
我们分析了电路量子电动力学中三个超导量子比特态的直接宇称测量。从反射/透射的微波辐射的零差测量推断奇偶性，并且在测量奇偶性而不需要任何量子线路操作或辅助量子比特的意义上，测量是直接的。量子比特耦合到两个谐振腔模式，允许发射辐射的稳态满足必要条件以充当奇偶校验的指针状态。然而，瞬态动力学违反了这些条件，我们分析了这种不利影响，并表明它可以克服在弱测量信号的限制。我们的分析表明，与适度的后选择，它是可能的，以达到95%的保真度的后测量状态。我们相信，这种类型的测量可以作为一个基准，为未来的纠错协议在一个可扩展的架构。
2013-11-08 quant-ph
Deterministic submanifolds and analytic solution of the stochastic differential master equation describing a qubit
本文研究了受哈密顿演化影响的二能级量子系统的随机微分方程，以及非监控和监控退相干通道。后者意味着随机演化的量子态（密度算子），其相关的概率分布，我们的特点。我们首先表明，对于两组典型的实验设置，对应于弱量子非爆破测量或弱荧光测量，量子比特的三个布洛赫坐标仍然局限于布洛赫球内的确定性不断变化的表面或曲线。我们明确地解决了确定性的演变，我们提供了一个封闭形式的表达式的概率分布在这个表面或曲线。然后，我们将这种确定性演化子流形的存在性与控制理论中的可达性问题联系起来，这可以用一个明确的代数准则来回答。这使我们能够证明，对于一个量子比特，上述两组弱测量基本上是唯一具有确定性表面或曲线的测量。
2016-07-08 quant-ph
Non-Markovian Quantum Trajectories Versus Master Equations: Finite Temperature Heat Bath
研究了有限温度下非马尔可夫随机薛定谔方程与相应的非马尔可夫主方程之间的相互关系。我们表明，一般的有限温度非马尔可夫轨迹可以用来推导相应的非马尔可夫主方程。一个简单但重要的可解例子是众所周知的阻尼谐振子模型，其中谐振子耦合到旋转波近似中的有限温度库。通过对量子轨道进行平均，得到了阻尼谐振子的精确无卷积主方程，而无需对耦合强度或时间尺度作任何假设。用这种方法导出的主方程自动地保持了正性、厄米性和统一性。
2004-03-31 quant-ph
Analyzing photon-count heralded entanglement generation between solid-state spin qubits by decomposing the master equation dynamics
我们分析和比较了三种不同的方案，可以用来产生自旋量子比特之间的纠缠在光学活性的单固态量子系统。每种方案都是基于首先生成自旋自由度与光子数、时间仓或系统发射的光子的偏振自由度之间的纠缠。我们计算的纠缠产生过程的时间演化分解的马尔可夫主方程的动力学到一组的传播超算子的条件下的累积探测器光子计数。然后，我们使用条件密度算子的解决方案来计算最终的自旋-自旋纠缠态的效率和保真度，同时考虑自旋退相干，光学纯退相，光谱扩散，光子损失，相位误差，探测器暗计数和探测器光子数分辨率限制。我们发现，每个方案的保真度的限制是由来自每个源的光子的平均波包重叠，但这些界限是不同的每个方案。我们还比较了每个方案的性能作为自旋量子位之间的距离的函数。
2020-09-01 quant-ph
The Accuracy of Perturbative Master Equations
我们考虑开放量子系统，其动力学由主方程描述，在系统-环境相互作用中具有微扰展开。我们发现，与直觉相反，全时的解决方案的顺序-2n精度需要一个顺序-（2n+2）主方程。我们给出了两个例子，这种不准确的解决方案的顺序-2n主方程：顺序-2n不准确的稳定状态的系统和顺序-2n的积极性违反，我们展示了这些如何出现在一个具体的例子，精确的解决方案是可用的。这一结果具有广泛的影响耦合（或摩擦）敏感的结果来自二阶卷积，Nakajima-Zwanzig，Redfield和Born-Markov主方程的有效性。
2011-01-21 quant-ph
New approach for solving master equation of open atomic system
我们描述了一种新的方法，称为Ket-Bra纠缠态（KBES）方法，使一个主方程转换成薛定谔方程。与超算符方法形成鲜明对比的是，KBES方法在理论上适用于任何有限能级系统的主方程，计算可以在计算机上完成。利用这种方法，我们得到了含时外场中放射性阻尼二能级原子和与浴耦合三能级原子的精确动力学演化;第三节还求解了每个量子位与一个库耦合的N量子位Heisenberg链的主方程;此外，本文还简要讨论了解的物理意义。
2015-09-06 quant-ph
Local vs global master equation with common and separate baths: superiority of the global approach in partial secular approximation
耦合量子比特的开放系统在量子物理中无处不在。因此，找到一个合适的主方程来描述它们的动态是一项至关重要的任务，必须给予最大的关注。在最近的过去，人们已经做出了许多努力来实现采用局部主方程的可能性，该局部主方程计算与环境的相互作用，忽略量子位之间的直接耦合，并且由于这个原因可能更容易求解。在这里，我们提供了一个详细的推导马尔可夫主方程的两个耦合量子位相互作用的共同和单独的浴，考虑纯退相以及耗散。然后，我们探讨了本地和全球主方程之间的差异，表明它们本质上取决于我们应用长期近似的方式。我们的研究结果表明，部分长期近似的整体方法总是提供最准确的选择主方程时，Born-Markov近似成立，即使是小的系统间耦合常数。使用不同的主方程，我们计算两个单独的浴，由一个共同的浴产生的纠缠动力学，和自发同步的出现之间的固定热流，显示出准确选择的方法的重要性。
2020-09-15 quant-ph
Recovering complete positivity of non-Markovian quantum dynamics with Choi-proximity regularization
针对弱耦合近似下非马尔可夫量子动力学映射缺乏完全正定性的问题，提出基于Choi邻近正则化的数值方法，在保留非马尔可夫特性的同时修正正定性，且提升了中等耦合区动力学的准确性。
2024-08-14 cond-mat.stat-mech quant-ph
On completely positive non-Markovian evolution of a d-level system
给出了非马尔可夫主方程时间演化完全为正的充分条件。
2008-01-07 quant-ph
A Mean-Field Lindblad Master Equation Framework for Interaction-Driven Decoherence in Solid-State Qubit Ensembles
Department of Chemistry, University of Colorado Boulder（科罗拉多大学博尔德分校化学系）；Ann and H.J. Smead Aerospace Engineering Sciences, University of Colorado Boulder（科罗拉多大学博尔德分校安恩和H.J.斯米德航空航天工程科学）
提出多量子比特平均场Lindblad主方程框架，通过解析和数值方法研究相互作用、浓度、空间分布及噪声对固态量子比特弛豫和退相干时间的影响，并应用于Er³⁺掺杂CeO₂系统识别主导机制。
2026-06-24 quant-ph
Analytical evaluation of the coefficients of the Hu-Paz-Zhang master equation: Ohmic spectral density, zero temperature, and consistency check
该研究针对零温下带Lorentz-Drude型欧姆谱密度的量子谐振子，解析计算了非Lindblad形式的Hu-Paz-Zhang非马尔可夫主方程的系数，可用于检验解的一致性、定态密度算符正定性及模型参数边界。
2023-07-25 quant-ph
Universal Constraints on Relaxation Times for d-level GKLS master equations
1976年，Gorini，Kossakowski，Sudarshan和Lindblad独立地发现了开放量子马尔可夫动力学的主方程的一般形式。为了纪念所有的作者，这个方程现在被称为GKLS主方程。在本文中，我们显示了普遍的约束松弛时间有效的任何d-水平GKLS主方程，这是一个推广的著名的约束2-水平系统。具体来说，我们表明，任何松弛率，逆松弛时间，是不大于一半的总和的所有松弛率。由于弛豫时间在实验中是可测量的，我们的约束条件提供了一个直接的实验测试的有效性的GKLS主方程，从而为条件的完全积极性和Markovianity。
2020-11-23 quant-ph
Preserving fermionic statistics for single-particle approximations in microscopic quantum master equations
University of Minnesota（明尼苏达大学）
本文提出数学约束确保微观主方程在单粒子近似下保持费米统计，适用于分子和固态系统。
2025-12-22 quant-ph
Bringing multilevel quantum master equations into Lindblad form for complete positivity tests: Two approaches
本文提出两种由任意 Markov 型多能级量子主方程的 Liouvillian 直接计算 Kossakowski 矩阵的方法，并用其检验 Bloch-Redfield 方程的完全正性，揭示不同三能级系统耗散动力学的相似性。
2024-11-19 physics.atom-ph physics.chem-ph quant-ph
Efficient energy resolved quantum master equation for transport calculations in large strongly correlated systems
我们介绍了一个系统的近似有效的评估玻恩-马尔可夫主方程的稳态输运研究开放量子系统的平衡：能量分辨主方程的方法。主方程是在开放量子系统的本征基中建立的，并通过包括具有增加的巨正则能量的本征态来连续地建立。为了量化近似格式的收敛性，我们引入了品质因数来检验保迹性、正性和厄米性。此外，我们讨论了不同类型的主方程，超越了常用的长期近似，以解决准简并态之间的相干性。对于完全正性的讨论，我们引入了一个典型的Redfield-Bloch主方程，并将其与先前导出的Lindblad形式的主方程进行比较，其中使用和不使用长期近似。该近似方案是基准的六轨道量子系统，其中示出了破坏性的量子干涉下的应用程序的偏置电压。本文提出的能量分辨主方程方法使多体量子系统中的量子输运计算在$\sim 10^6$量级的全希尔伯特空间中也可以在六个轨道以外进行数值计算。
2020-12-22 cond-mat.str-el quant-ph
Completely Positive Post-Markovian Master Equation via a Measurement Approach
导出了一个新的后马尔可夫量子主方程，它通过唯象地引入记忆核k（t）包含了浴记忆效应。推导使用作为一个正式的工具的概率单杆浴测量过程中进行的耦合系统浴演变。由此产生的解析可解主方程之间的精确Nakajima-Zwanzig方程和马尔可夫林德布拉德方程插值。给出了k（t）的性质为完全正的一个充分必要条件，并给出了实验确定k（t）的方法.并举例说明了该方法。
2004-10-18 quant-ph
Positive tensor products of qubit maps and n-tensor-stable positive qubit maps
我们分析了两个线性量子比特映射的张量积$Φ_1 \otimes Φ_2$的正性。图$Φ_1$和$Φ_2$的正性是$Φ_1 \otimes Φ_2$正性的必要但非充分条件。我们发现了一个非平凡的充分条件，积极的张量积映射超出的情况下，当$Φ_1$和$Φ_2$是完全正或完全共正。我们找到了$n$ -张量稳定的正量子比特映射的充分必要条件，即$Φ^{\otimes n}$为正的量子比特映射$Φ$。对2张量稳定和3张量稳定的正量子比特映射的特殊情况进行了充分的刻画，并讨论了2张量稳定的正量子比特映射的可分解性。非么正映射的情形被简化为适当么正映射的情形。最后，将$n$ -张量稳定正映射用于多体纠缠的表征，即纠缠深度的检测。
2017-01-10 math-ph math.MP quant-ph
Validity of Born-Markov master equations for single and two-qubit systems
迫切需要可靠的模拟工具来匹配控制定制量子设备所需的极端精度，这突出了理解开放量子系统及其建模的重要性。为此，我们在这里比较常用的Redfield和Lindblad主方程对数值精确的结果的情况下，一个和两个谐振量子位横向耦合在一个点的德鲁德切欧姆浴。所有的相关参数都在很宽的范围内变化，这使我们能够详细预测弱耦合方法的有效性和物理意义上的适用性。我们通过比较系统演化超算子的最大差与数值精确结果来表征近似方法的准确性。在优化近似模型的参数以使差异最小化之后，我们还探索了弱耦合方程是否以及在多大程度上可以至少作为唯象模型来应用。优化可能会导致实验数据的准确再现，但我们的结果是很重要的估计提取的参数值，如浴温度的可靠性。我们的研究结果为通常的Born-Markov主方程的有效性范围设定了一般准则，并表明它们无法在令人惊讶的广泛参数范围内准确描述物理学，特别是在低温下。由于量子技术设备在那里运行，它们的精确建模需要仔细选择方法。
2020-11-10 quant-ph
Perturbative Steady States of Completely Positive Quantum Master Equations
Lindblad形式保证了马尔可夫量子主方程（QME）的完全正性。然而，它的微观推导的量子系统弱相互作用的热浴需要几个近似，这可能会导致不准确的QME。最近，各种Lindbladian QME推导不诉诸长期近似的Redfield方程，这并不保证完全的积极性。在这里，我们明确计算，在微扰的方式，这些Lindbladian QME的平衡稳态。我们比较的结果与稳定状态的Redfield方程从解析延拓方法，这符合所谓的平均力吉布斯（MFG）状态。MFG状态是通过对总哈密顿量的吉布斯状态的浴自由度进行积分而获得的。我们明确表明，Lindbladian QME的稳态是不同的MFG状态。我们的研究结果表明，操纵的Redfield方程需要强制执行完全积极的QME驱动器的稳定状态远离MFG状态。我们还发现，在高温区，在一定条件下，Lindbladian QME和MFG态的稳态都降低到系统哈密顿量的相同Gibbs态。
2022-11-22 cond-mat.stat-mech quant-ph
A comparison of different master equations for driven-dissipative dynamics in composite quantum systems: Dispersive readout in structured electromagnetic environments
Sorbonne Université（索邦大学）；Institut des NanoSciences de Paris（巴黎纳米科学研究所）；LPENS, Département de Physique, École Normale Supérieure, Centre Automatique et Systèmes (CAS), MINES ParisTech, Université PSL, Sorbonne Université, CNRS, Inria（物理与能源环境研究实验室，巴黎高等师范学院，自动系统与中央研究院，国立巴黎高等矿业学校，巴黎文理研究大学，索邦大学，法国国家科学研究中心，法国国家信息与自动化研究所）；CNRS（法国国家科学研究中心）
本文通过微观Bloch-Redfield方法比较了Lindblad和Redfield主方程在驱动-耗散量子比特-谐振子系统中的差异，揭示了无驱动时衰减率的定量不同以及驱动强度下时间相关Redfield耗散器的定性新行为，并研究了结构化谱密度中驱动对测量诱导弛豫的抑制。
2026-05-28 quant-ph
A classification of Markovian fermionic Gaussian master equations
我们介绍了一个分类计划的开放费米子高斯动力学的发电机。我们同时沿着以下四条线划分动力学：（1）酉与非酉，（2）主动与被动，（3）状态相关与状态无关，以及（4）单模与多模。我们发现这16种动力学中只有9种是可能的。使用这个分区，我们讨论的后果强加完全积极的费米子高斯动力学。特别是，我们表明，完全积极的动力学必须要么是单一的（因此可以实现没有量子化的环境）或积极的（因此必须涉及粒子交换的环境）。
2020-01-14 quant-ph
Noise Analysis of Qubits Implemented in Triple Quantum Dot Systems in a Davies Master Equation Approach
我们分析了噪声对三重量子点自旋系统实现的量子比特的影响。我们给出了一个详细的描述的物理实现和开发的主要外部噪声源的误差模型。我们使用Davies主方程方法来描述它们对量子比特的影响。三点系统包含两种有意义的量子比特实现：我们考虑全希尔伯特空间的子空间和子系统来实现量子比特。我们测试了这两种实现方式在量子位稳定性方面的鲁棒性。在进行噪声分析时，我们使用Nakajima-Zwanzig方法提取量子比特的初始时间演化。我们发现，初始时间的演化，这是量子比特应用的基本，从系统的长时间动力学的波动。我们提取的量子比特的失相，松弛和泄漏的错误的概率。使用Davies模型来描述环境简化了噪声分析。它允许我们构建简单的玩具模型，这些模型可以精确地描述错误概率。
2013-06-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
Diffusive Stochastic Master Equation (SME) with dispersive qubit/cavity coupling
Laboratoire de Physique de l’Ecole Normale Supérieure, Mines Paris-PSL, Inria, ENS-PSL, Université PSL, CNRS（巴黎高等师范学院物理实验室、巴黎矿业学院-PSL、法国国家信息与自动化研究所、ENS-PSL、巴黎文理研究大学、法国国家科学研究中心）
本文研究了具有色散耦合的量子比特/腔体系统的扩散随机主方程，通过经典输入输出信号分析，展示了密度算符收敛于慢不变流形，并避免了非马尔可夫描述中的负去相位速率和检测效率超1的问题。
2026-10-23 math.OC quant-ph
Unraveling of a generalized quantum Markovian master equation and its application in feedback control of a charge qubit
在单电子晶体管连续监测下的电荷量子比特的背景下，我们提出了一个解开的广义量子马尔可夫主方程到一个合奏的随机点过程的个人量子轨迹。一个次优的反馈算法实现到个人的量子轨迹，以保护所需的纯态。在足够的反馈强度的情况下，电荷量子比特的相干振荡原则上可以维持任意长的时间。反馈控制的有效性也反映在检测器的噪声谱中。随着反馈强度的增加，信噪比显著上升，使得它甚至可以超过量子测量中的Korotkov-Averin界限，表现出量子比特的几乎理想的量子相干振荡。所提出的解开和反馈协议可以打开在量子计算算法中维持电荷量子比特的理想相干振荡的前景。
2015-02-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
Time-local Heisenberg-Langevin equations and the driven qubit
利用时间定域Heisenberg-Langevin方程导出了受驱动玻色子系统与玻色子环境相互作用的时间定域主方程。由于系统与环境相互作用的线性度丧失，驱动量子比特的扩展失败了-除了弱激发。我们发现，一个报告的时间本地主方程的驱动量子位是不正确的。作为一个推论，我们的演示，我们还发现奇怪的渐近行为的“重新包装”的时间局部动力学驱动到一个远离平衡的稳定状态的系统：密度算子变得稳定，而与时间相关的系数振荡（周期性奇点）永远。
2016-05-09 quant-ph
Qubit models of weak continuous measurements
本文从量子信息和量子计算的角度出发，讨论了连续测量理论及其相应的无条件和条件（随机）主方程。我们这样做，显示如何连续时间演化的这些主方程产生的离散时间系统和探测场之间的相互作用，并制定量子电路图的离散演化。然后，我们用一堆量子位取代探测场，重新表述这种相互作用，每个量子位对应一个离散时间段，重现所有标准量子光学主方程。这提供了一个经济的理论公式，突出了其基本的假设。
2022-03-13 quant-ph
