Observation of topological transport quantization by dissipation in fast Thouless pumps
量子动力学对于自然过程和技术应用都是必不可少的。在慢变势中量子化粒子输运的研究(无量子泵)中,无量子泵的工作在理解这样的量子化不仅可能由量子系统的离散本征值引起,而且可能由与哈密顿参数空间的非平凡拓扑相关的不变量引起方面发挥了关键作用。自从量子化无源抽运被发现以来,人们一直认为它只限于慢驱动的极限,这是实验应用的一个根本障碍。在这里,我们引入非厄米Floquet工程作为一个新的概念,以克服这个问题。我们预测,一个拓扑能带结构和相关的量子化运输可以恢复在驱动频率一样大的系统的带隙。其基本机制是通过定制的时间周期性耗散来抑制非绝热转变。我们通过等离子体波导阵列中拓扑输运量子化的实验证实了理论预测。
2020-08-12 physics.optics quant-ph
Angular Momentum Quantization of a Charge-flux Composite: Quantum Electrodynamic Approach
Chonnam National University(全南国立大学)
研究二维电荷 - 磁通复合体角动量量子化问题,采用量子电动力学方法结合诺特定理,揭示电荷与磁通相互作用产生的角动量补偿了动能角动量分数部分,使净角动量严格量子化,阐明传统分数自旋及经典定义失效原因。
2026-08-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantization, group contraction and zero point energy
我们研究代数结构背后的特胡夫特的建设有关的经典系统的量子谐振子。群收缩的作用进行了讨论。我们建议使用SU(1,1)有两个原因:因为它的表示希尔伯特空间和谐振子之间的同构,因为零点能量是由表示结构隐含的。最后,我们还讨论了耗散与量子化的关系。
2002-08-02 hep-th quant-ph
QUANTUM DISSIPATION AND COHERENCE
通过研究阻尼谐振子的正则量子化,讨论了量子场论中的耗散系统。我们表明,一组状态的系统分裂成酉不等价表示的典型的交换关系。时间演化的不可逆性被表示为酉不等价表示之间的隧穿。正则量子化导致SU(1,1)相干态的时间相关。我们从Schwinger和Feynman和Vernon发展的量子布朗运动的路径积分公式中导出了双稳态的精确作用量。耗散系统相空间自由度的加倍与量子噪声效应有关。最后,我们用Weyl-Heisenberg代数的$q$ -变形算子来表示双折射率的时间演化生成元. $q$参数充当酉不等价表示的标签。
1995-03-21 hep-th quant-ph
Noncommutative spectral geometry, algebra doubling and the seeds of quantization
一个物理解释的两片空间,最基本的成分的非交换谱几何提出的康纳斯作为一种方法统一,提出。结果表明,代数的加倍与耗散和规范结构的理论,规范场作为水库的物质场。根据特胡夫特的猜想,在完全确定性动力学的体系中,耗散似乎在理论的量子化中起着关键作用。因此,我们认为,非对易谱几何的经典构造隐含着量子化的种子。
2011-08-13 gr-qc hep-th math-ph
Antisymmetrization of composite fermionic states for quantum simulations of nuclear reactions in first-quantization mapping
Los Alamos National Laboratory(洛斯阿拉莫斯国家实验室)
本文提出了一种首次量化的确定性算法,用于反交换核反应中复合费米子态,通过高效构造完全反称波函数,扩展了量子算法的应用范围。
2025-12-18 nucl-th quant-ph
Quantum damped oscillator I: dissipation and resonances
阻尼谐振子的量子化导致所谓的贝特曼对偶系统。相应的贝特曼哈密顿量,是一个自伴算子,显示离散家庭的复杂的特征值。我们证明了它们对应于能量本征向量的极点和相应的复能量平面上的预解算子。因此,相应的广义本征向量可以解释为共振态,这是负责阻尼谐振子的不可逆量子动力学。
2005-06-01 quant-ph
Ambiguities on the Hamiltonian formulation of the free falling particle with quadratic dissipation
对于自由落体运动的质点,当质点在介质中受到二次速度力作用时,导出了两个等价的运动常数,能量单位,两个拉格朗日量和两个哈密顿量。这些量描述了同一经典系统的动力学。然而,它们的量子化和相关的统计力学(对于粒子系综)描述了两个完全不同的量子和统计系统。这在耗散参数的一阶中示出。
2007-10-16 quant-ph
Canonical Quantization Approach of a Class of a Dissipative System: Applications to Quantum Tunnelling with Dissipative Coupling
我们提出了一种形式主义,耗散系统是由变分原理。形式主义适用于动力系统,其轨迹是单调的。随后,我们推导了它的拉格朗日量和哈密顿量。从哈密顿量出发,我们用正则化方法研究了粘性介质中的经典粒子。研究了粘性介质中的自由量子粒子和耗散量子隧穿。结果发现,耗散影响隧穿概率的一个因素,非常类似的结果Caldeira和Leggett。
2017-05-11 quant-ph
Fluctuation-dissipation theorem and fundamental photon commutation relations in lossy nanostructures using quasinormal modes
我们提供的理论和正式的见解格林函数量子化方法的吸收和色散的空间非均匀介质的背景下,电介质。我们表明,一个基本的格林函数的身份,这似乎,例如,在电磁场的基本对易关系中,在非吸收介质的限制下也成立。我们还演示了如何零点场波动产生一个非零的表面项的配置没有吸收,当使用一个更正式的程序的格林函数量子化方法。然后,我们将所提出的方法应用于最近开发的使用准正规模式的光子量子化理论[Franke等人,物理修订版信函122,213901(2019)]用于嵌入无损背景介质中的有限纳米结构。我们讨论了严格的介电限制的准正规模式运营商的交换关系,并提出了不同的方法来获得它们,连接到非吸收,但开放的谐振器的辐射损耗。我们展示了一个完整的三维光子晶体光束腔,包括无损限制,它支持一个单一的准正规模式和讨论的限制的换向关系消失阻尼(无材料损耗和无辐射损耗)的示例性计算。
2020-08-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
Comment on "Quantization of the damped harmonic oscillator" [Serhan et al, J. Math. Phys. 59, 082105 (2018)]
最近的一篇论文[J. Math. Phys. { \bf 59},082105(2018)]构建了(耗散)阻尼谐振子的哈密顿量。我们指出,这个哈密顿量的非厄米性已被忽略,找到真正的离散本征值,实际上是非真实的。我们强调,在哈密顿量的非厄米性是至关重要的,它是一个量子签名的耗散。
2019-02-13 math-ph math.MP quant-ph
A Potential Based Quantization Procedure of the Damped Oscillator
如今,物理学中最令人兴奋的两个领域是量子计算和自旋电子学。在这两种情况下,信息的丢失和耗散都起着至关重要的作用。在目前的工作中,我们制定的耗散振荡器的量子化,这有助于理解上述问题,并创建一个理论框架,以克服这些问题的未来。基于阻尼弹簧系统的拉格朗日框架,得到了系统的正则共轭对和哈密顿量,由此可以开始量子化过程并始终适用.由此导出了耗散振子的阻尼量子波动方程,并得到了该方程的精确阻尼波解。因此,我们得到了这样一个不可逆的量子理论,通过它可以描述量子损失。
2022-07-27 quant-ph
Second quantization of open quantum systems in Liouville space
本文提出在Liouville空间中直接对密度矩阵进行二次量子化的框架,以自然处理开放量子系统的混合态与耗散,并通过量子光相互作用示例及相空间联系扩展其计算适用性。
2023-12-11 quant-ph
Dissipation-free modes in dissipative systems
系统与环境(或浴)之间的耦合总是导致耗散。然而,我们表明,由两个子系统组成的系统可以有一个无耗散模式,如果浴是两个子系统之间共享。反过来读,共用浴室并不有助于消除所有模式。作为一个关键的例子,我们考虑一个简单的模型为两个亚晶格反铁磁体,其中的环境是由两个亚晶格磁化之间共享的浴建模。在我们的模型中,我们发现Néel序参量是一个无耗散模。对于反铁磁体,我们的结果提供了一个解释,为什么Néel矢量的耗散率通常远低于平均磁化强度。总的来说,我们的研究结果提出了一种方法,以减少耗散(和消相干)的复合系统中的某些模式,这可能有实验和技术应用。
2022-06-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.other quant-ph
Casimir forces in transmission-line circuits: QED and fluctuation-dissipation formalisms
传输线波导可以调解中性物体之间的长距离波动诱导力。我们提出了两种方法来描述嵌入在传输线电路中的电子元件之间的这些力。第一个是普通量子电动力学(QED),包括传输线内电压和电流波的量子化和散射理论。第二种方法依赖于简单的电路分析,根据波动耗散定理(FDT),电路中的电阻会产生额外的噪声电流源。我们应用后一种方法推导出一个一般公式的Casimir力引起的电路波动之间的任何两个阻抗。考虑到合力的符号,讨论了该公式的应用。虽然QED和FDT方法是等价的,我们得出结论,后者更容易推广和解决。
2017-02-15 quant-ph
Semiclassical quantization of non-Hamiltonian dynamical systems without memory
我们提出了一种新的方法,量子化的一类广泛的动力系统,直接从运动方程。该方法是基于经典和量子泊松括号之间的对应关系,假设狄拉克。这种对应适用于开放(非哈密顿)系统允许一个点的过渡方式,从量子描述的基础上的林德布拉德方程的动力学描述的经典类似物的运动方程,反之亦然。作为使用该方法的例子,我们描述了三个广泛考虑的动力系统的量子化过程:1)具有摩擦的谐振子,2)具有非线性阻尼的振荡器,模拟极限环出现的过程,以及3)具有同步振荡的弱相互作用的两个周期旋转子的系统。本文讨论了该方法在描述强阻尼约瑟夫森结中量子涨落和具有耗散和抽运的开放磁系统量子化中的可能应用。
2005-09-22 quant-ph
Unification of thermal and quantum noise in gravitational-wave detectors
针对引力波探测器的噪声限制问题,研究用量子涨落耗散定理统一了热噪声、量子噪声等四类基本噪声,明确了后两类噪声可忽略的条件,深化了对探测器噪声机制的认知。
2023-01-01 astro-ph.IM gr-qc quant-ph
Dissipative quantum theory: Implications for quantum entanglement
这里讨论三个相互关联的主题。第一,量子耗散系统的Lindblad动力学;第二,复合系统中的量子纠缠及其基于Tsallis熵的量化;第三,耗散下纠缠的鲁棒性。在简要回顾Lindblad量子耗散系统理论和复合量子系统中的量子纠缠概念的基础上,通过对三粒子系统的描述,讨论了耗散过程影响下的纠缠行为。这些问题在当前研究的量子纳米系统的讨论中具有重要意义。
2001-06-08 quant-ph
Lindbladian quantization of mechanical systems with nonholonomic constraints
City College of the City University of New York(纽约市立大学城市学院);Graduate Center of City University of New York(纽约市立大学研究生院)
本文针对缺乏正则哈密顿形式的非完整力学系统,将其量子化为马尔可夫开放量子系统,找到对应Chaplygin雪橇和Suslov问题经典动力学的林德布拉德超算符,数值验证协方差符合亚稳态理论预测。
2026-07-30 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Quantum self-induced transparency in frequency gap media
研究了光通过位于带隙介质中的二能级原子扩展吸收系统时的量子效应。除了普通的孤子和单粒子杂质带态外,系统的多粒子谱还包含大量的束缚能隙激发对和它们的束缚复合体--能隙孤子。此外,“复合”孤子被预测为普通孤子和间隙孤子的束缚态。在FGM中,量子隙和复合孤子的传播没有耗散,应该与自感生透明脉冲相关联。
1997-09-10 cond-mat quant-ph
Maximal-entropy-production-rate nonlinear quantum dynamics compatible with second law, reciprocity, fluctuation-dissipation, and time-energy uncertainty relations
考虑到最近对传统薛定谔-冯诺依曼幺正动力学的良好非线性扩展的探索,这种扩展可以为最近在微观水平上失去量子相干性的实验证据提供基本解释,在本文中,连同对我在一系列论文中提出的非线性量子(热)动力学的一般特征的回顾[参见G. P. Beretta,17,365(1987)],我证明了它与最近在S. Gheorghiu-Svirschevski,Phys.Rev. A 63,022105(2001)。此外,基于一般利益的形式主义,我开发的复合系统的分析,我展示了如何变分推导可以扩展到一个复合系统的情况下,以获得我的运动方程的一般形式,这原来是符合强分离性的要求。此外,我提出了一个新的有趣的基本anqueries:沿最陡熵上升的方向的时间演化展开的最快的速度与时间能量海森堡不确定性关系。该方法提供了一个可能的行为良好的一般封闭的非线性动力学,兼容的强可分性的非平凡的要求,而不需要新的物理常数。在任何情况下,时间-能量不确定性关系提供了内部弛豫时间泛函的下限,因此,熵产生率的上限。
2001-12-07 quant-ph
Quantum tunneling of composite object coupled with quantized radiation field
研究了具有偶极或四极矩的复合体与量子化辐射场(光子或引力场)耦合通过δ势垒的量子隧穿。偶极矩或四极矩由物体的两个组成粒子的相对坐标中的振子表示。物体的质心自由度不直接与辐射场耦合。然而,我们表明,对于在激发态的振荡器的对象,由辐射场引起的耗散可以抑制其量子隧穿率在质心自由度。此外,当其质心运动的初始能量与振子的激发态的初始能量相近时,势垒制备的物体的空间叠加态可以由于辐射场而退相干。本文的主要目的是研究质心、相对坐标自由度和势垒之间以及相对坐标自由度和辐射场之间的两种不同的相互作用如何影响量子隧穿和物体空间叠加态的产生。我们的玩具模型可以给洞察测试量子隧穿和量子叠加的原子或分子与其偶极或四极矩与辐射场耦合。
2019-01-24 gr-qc hep-th quant-ph
Entanglement, holonomic constraints, and the quantization of fundamental interactions
一般认为所有的基本相互作用都需要量子化。然而,所有发展引力量子理论的尝试都存在各种问题,导致最近关于如何探测其量子性质的激烈辩论。在目前的工作中,我们提供了一个量子化的基本相互作用的必要性证明,证明了一个量子版本是需要任何非平凡的保守相互作用的强度是一个函数的两个对象之间的相对距离。我们的证明是基于一个一致性的论点,在一个经典领域的存在下,两个相互作用的对象在一个可分离的状态不能发展纠缠。这一要求可以用完整约束的形式来表达,而一般的粒子间势不能满足完整约束。扩展这张照片的局部完整约束,我们设计了一个协议,允许测量两个复合体的相互作用的多极扩展的条款。这些结果为基于纠缠特性的基本相互作用的研究奠定了基础。
2018-06-20 quant-ph
Quantifying the effects of dissipation and temperature on dynamics of a superconducting qubit-cavity system
由约瑟夫森结构成的超导电路提供了一个宏观量子二能级系统(qubit),该系统与谐振腔耦合,并通过微波信号进行工作。在这项工作中,我们研究了超导量子比特耦合到一个腔的动力学,包括在亚开尔文温度域的耗散。在第一步中,使用经典的有限元方法来模拟腔和基本电路元件以模拟约瑟夫森结。然后对电路进行量子化,利用结的能量分配比得到系统的完整哈密顿量。在得到哈密顿量的参数后,利用林德布拉德方程研究了考虑温度效应的开放量子系统的动力学行为.最后,我们得到了具有量子印记的系统随时间的频谱和/或动力学。这样的设备工作在几十毫开尔文,我们寻找一组参数,可以使观察量子行为的温度高达1 K。
2022-07-11 cond-mat.supr-con 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
On the localized quantum oscillators in a common heat bath
为了弥补最小耦合方法在描述两个局域布朗振子与共同介质相互作用的量子动力学过程中的不足,提出了一种用连续复标量场或等效的两个独立实标量场来模拟介质的方案.出发点是一个拉格朗日的总系统和量子化的正则量子化的框架内实现。得到了运动方程、记忆或响应函数以及涨落耗散关系。振子之间的诱导力来源于介质的波动。讨论了欧姆区域和Drude正则化,并在大时限和弱耦合区域近似得到了振子的位置。
2016-12-22 quant-ph
Exploring Quantum Synchronization with a Composite Two-Qubit Oscillator
提出由两个相互作用且分别耦合热库的量子比特构成的复合振荡器模型,揭示异号温度下的特殊同步效应,并给出电路量子电动力学实现方案。
2024-03-01 quant-ph
Megastable quantization in generalized pilot-wave hydrodynamics
针对经典简谐势粒子能谱连续而量子情形能级离散的问题,研究通过低耗散下截断记忆频闪导波模型,得到具可数无穷极限环态的巨稳定经典振子,推导其解析近似并证明平均能量守恒,框架可推广构建不同能频关系的巨稳定能谱。
2025-01-14 nlin.AO quant-ph
Quantum Walk and Dressed Photon
近场光学中有一种被称为修饰光子的物理模型,它是纳米粒子中光子和电子激发的复合系统。修饰光子的许多有趣的行为是已知的,特别是快速的能量转移和向奇点的积累,例如,具有强耗散性的点。我们提出了一个新的模型的基础上的量子行走,特别是Grover行走的半无限图,我们称之为水母图,并显示了一个普遍的积累现象周围的点与强耗散。
2020-04-06 cs.DM math-ph math.DS
Third quantization of open quantum systems: new dissipative symmetries and connections to phase-space and Keldysh field theory formulations
本文重新表述三次量子化技术,统一连接Lindblad主方程、Wigner函数和Keldysh作用量三种开放量子系统方法,揭示二次Lindblad算符中的基本耗散对称性,并将其应用于耗散非线性振子获得新的精确结果。
2023-04-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
Dissipation induced Liouville-Majorana modes in open quantum system
本文证明在耗散开放量子系统中,拓扑非厄米刘维尔-马约拉纳边缘模式可在扩展刘维尔-福克空间中稳定存在,并通过第三量子化将其约化为非厄米基塔耶夫链,提供检测方法,开辟了开放系统拓扑态研究新途径。
2023-05-15 cond-mat.quant-gas quant-ph
Wigner-Lindblad equations for quantum friction
耗散力是普遍存在的,因而构成了实在物理学理论的重要组成部分。然而,耗散的量化在近一个世纪以来一直是一个公开的挑战。我们构造了经典摩擦的量子对应物,一种与运动方向相反的速度相关的力。特别地,推导出了满足坐标和动量的适当动力学关系的非线性不变量林德布拉德方程(即,Escherichfest方程)。数值模拟表明,该模型近似平衡。这些发现大大推进了对普遍有效的量子摩擦Lindblad模型的长期搜索,并为探索新的耗散现象提供了机会。
2016-04-20 math-ph math.MP physics.atom-ph
Explicit noise and dissipation operators for quantum stochastic thermodynamics
University of Lille, Unité de Glycobiologie Structurale et Fonctionnelle (UGSF), CNRS UMR8576(里尔大学,结构功能糖生物学单元(UGSF),法国国家科学研究中心联合研究实验室8576)
本文提出量子随机热力学中显式噪声和耗散算子的理论框架,通过规范量子化引入新的厄米特耗散算子,建立了量子系统与环境热交换的表达,为非平衡热力学提供了新视角。
2025-07-24 math-ph math.MP quant-ph