Estimating the degree of non-Markovianity using machine learning
在过去的几年里，机器学习方法的应用在物理学的不同领域变得越来越重要。开放量子系统理论中最重要的课题之一是研究开放系统与周围环境相互作用时在时间演化过程中动态出现的非马尔可夫记忆效应的特征。在这里，我们考虑两个公认的量词的记忆效应的程度，即，跟踪距离和纠缠为基础的措施，非马尔可夫。我们证明，使用机器学习技术，特别是支持向量机算法，它是可能的，以高精度估计非马尔可夫在两个范例的开放系统模型的程度。我们的方法可以在实验上可行的估计程度的非马尔可夫，因为它需要一个单一的或最多两轮的状态层析成像。
2021-03-02 quant-ph
On the non-Markovianity of quantum semi-Markov processes
利用最近提出的基于偏离半群演化的记忆量化方法研究了量子半马尔可夫（QSM）过程的非马尔可夫性，该方法提供了可分和不可分信道的统一描述.这是带出的QSM过程的属性，表现出记忆效应，即使在CP-整除制度，与早先的结果一致。还提供了半马尔可夫过程的非马尔可夫性质的操作意义。
2022-02-04 quant-ph
Non-Markovianity Hierarchy of Gaussian Processes and Quantum Amplification
研究了连续变量系统在保高斯信道下的高斯态动力学。我们引入了一个层次结构，这样的演变，包括马尔可夫，弱和强非马尔可夫过程，并提供简单的标准来区分类之间，基于中间高斯映射的积极性的程度。我们对所有单模相位不敏感高斯信道根据其非马尔可夫性程度进行分类，并表明弱非马尔可夫性具有操作意义，因为它导致高斯输入的暂时放大超过基本量子极限。明确的例子和应用进行了讨论。
2017-02-01 quant-ph
Probing the degree of non-Markovianity for independent and common environments
我们研究了开放量子系统动力学的非马尔可夫性，重点研究了独立和共同环境相互作用的情况。我们调查的程度非Markovianity量化的两个不同的措施提出的罗，傅和宋（LFS）和布鲁尔，莱恩和Pillo（BLP）。我们表明，对于单个和一对量子比特，非马尔可夫性的量取决于量子过程，建议的措施以及环境相互作用是集体的还是独立的。特别是，我们证明了，虽然非马尔可夫性的程度一般会随着独立环境中系统中量子位数的增加而增加，但在常见环境中并不总是观察到相同的行为。在后一种情况下，我们的分析表明，非马尔可夫性的数量可能会增加或减少，这取决于所考虑的量子过程的性质。
2013-08-21 quant-ph
On time-reversal and space-time harmonic processes for Markovian quantum channels
通过适当的伴随关系导出了完全正的非平衡离散时间量子马尔可夫演化的时间反演。引入时空调和过程作为正、逆时跃迁机制，讨论了它们在相对熵动力学中的作用。
2009-04-29 quant-ph
Maximally non-Markovian quantum dynamics without environment backflow of information
非马尔可夫性的程度允许以类似于施密特数测量纯态纠缠度的方式来表征脱离马尔可夫制度的量子演化。最大非马尔可夫动力学类似于最大纠缠态[D. Chruelcienski和S. Maniscalco，Phys. Rev. Lett. 112，120404（2014）]。在这里，我们证明了存在一类最大的非马尔可夫量子演化，其中相关的环境（不属于系统的自由度）服从马尔可夫（无记忆）动力学，这反过来又是不受系统状态或动力学的扰动。这些属性意味着没有任何“物理环境到系统的信息回流”。“非马尔可夫特征（通常在耦合到耗散经典自由度的量子系统中）源于系统动力学对库状态的单向依赖。
2018-04-10 quant-ph
Measuring non-Markovianity of processes with controllable system-environment interaction
非马尔可夫过程是近年来开放量子系统研究的一个热点问题。我们在实验上实现了保偏光纤中单光子的非马尔可夫退相干过程。该实验允许识别具有最强记忆效应的过程，以及基于开放系统及其环境之间的信息交换确定最近提出的量子非马尔可夫性程度的度量。我们的结果表明，在量子过程中的记忆的实验量化确实是可行的，这可能是有用的量子存储器和通信设备的发展。
2012-01-11 quant-ph
Detecting Markovianity of Quantum Processes via Recurrent Neural Networks
本研究提出一种利用循环神经网络（RNNs）基于Choi态时间序列数据分类马尔可夫与非马尔可夫量子过程的方法，在多种场景下准确率超95%，并具备时间序列预测能力。
2025-03-27 quant-ph
Photonic non-Markovianity identification by quantum process capabilities of non-CP processes
本文提出一种无需状态优化和纠缠的量子过程层析方法，通过量化非CP过程来识别和测量非马尔可夫性，并在全光学装置上验证了单光子和双光子动力学。
2024-03-17 quant-ph
Invertibility as a witness of Markovianity of the quantum dynamical maps
量子开放系统过程的马尔可夫性是当前研究的热点之一。通常情况下，可逆性被认为是开放的量子系统动力学映射的马尔可夫性是不必要的。然而，在本文中，我们区分一类物理上重要的动态映射（过程），可逆性是必要条件的马尔可夫性。由于每个量子态层析成像直接提供关于映射的可逆性的信息，因此不需要优化过程来确定关于所考虑的一类动力学过程的非马尔可夫性。在此基础上，我们能够提供一个系统的洞察力，并区分各种方法的相互关系，量子马尔可夫。值得注意的是，对于所考虑的一类动力学映射的过程，允许动力学映射的可除性，可逆性和马尔可夫性之间的各种关系。
2022-09-08 quant-ph
Relations between Markovian and non-Markovian correlations in multitime quantum processes
本文研究多时间量子过程中马尔可夫与非马尔可夫时间关联的相互限制，通过过程张量和Choi态互信息推导不等式，发现非马尔可夫性代价随步骤数指数衰减，高度非马尔可夫过程在步骤足够多时可接近最大总关联。
2024-06-03 quant-ph
Completely Positive Divisibility Does Not Mean Markovianity
在经典域中，众所周知，整除性并不意味着随机过程是马尔可夫的。然而，对于量子过程来说，整除性通常被认为是马尔可夫性的同义词。我们发现，完全正（CP）可分量子过程仍然可以涉及非马尔可夫时间相关性，然后我们完全分类使用最近开发的过程张量形式主义，它概括了量子域的随机过程理论。
2019-08-05 quant-ph
Stochastic jump processes for non-Markovian quantum dynamics
结果表明，非马尔可夫主方程的开放系统，这是当地的时间可以解开通过一个分段确定性的量子跳跃过程在其希尔伯特空间。我们推导出一个随机的薛定谔方程，揭示了非马尔可夫效应是如何表现在不同的实现过程之间的统计相关性。此外，我们表明，可能违反的积极性的近似主方程是密切相关的随机薛定谔方程，这可能导致重要的见解的结构表征的积极非马尔可夫运动方程的奇异性。
2009-03-25 quant-ph
Genuine quantum trajectories for non-Markovian processes
开放系统中的一大类非马尔可夫量子过程可以通过非Lindblad形式的时间局域主方程来表述。结果表明，这样的过程可以嵌入在一个马尔可夫动力学，它涉及一个时间依赖的Lindblad生成器上的扩展状态空间。如果开放系统的状态空间由某个Hilbert空间${\mathcal{H}}$给出，则扩展的状态空间是将开放系统与一个三态系统组合得到的三重Hilbert空间${\mathcal{H}}\otimes{\mathbb C}^3$。这种嵌入是用来推导一个解开非马尔可夫时间演化的随机过程中扩展的状态空间。这个过程是通过一个随机的薛定谔方程来定义的，该方程在连续监测环境的条件下为状态矢量生成真正的量子轨迹。这种构造导致了在量子测量理论框架内对非马尔可夫动力学的连续测量解释。
2004-03-16 quant-ph
Quantum non-Markovian processes break conditional past-future independence
对于经典的马尔可夫随机系统，过去和未来的事件成为统计独立的条件时，在当前的一个给定的状态。记忆非马尔可夫效应打破了这一条件，诱导了一个非零的条件过去-未来相关性。在这里，这个经典的记忆指标扩展到量子制度，它提供了一个操作定义的量子非马尔可夫性的基础上的最小集的三个时间有序的量子系统测量和后选择。通过测量方案的记忆效应的检测是明确相关的偏离玻恩马尔可夫和白噪声近似在量子和经典环境中分别。
2018-11-08 quant-ph
Markovianization with approximate unitary designs
无记忆过程在自然界中无处不在，与开放系统理论的数学相反，开放系统理论认为非马尔可夫过程应该是规范。这种差异通常通过主观地使环境健忘来解决。在这里，我们证明，有物理非马尔可夫过程，高概率看起来高度马尔可夫的所有顺序的相关性，我们称之为马尔可夫化现象。形式上，我们表明，当一个量子过程的动力学给出了一个近似幺正设计，一个大的偏差约束的大小非马尔可夫记忆是隐含的。我们使用仅使用两个量子比特相互作用的近似酉电路设计的有效构造来验证我们的结果，显示看似简单的系统如何迅速变得健忘。相反，由于该过程是封闭的，因此应该可以检测潜在的非马尔可夫效应。然而，对于这些过程，观察非马尔可夫签名将需要高度纠缠的资源，因此是一项艰巨的任务。
2021-06-09 quant-ph
Estimating the degree of non-Markovianity using variational quantum circuits
本文提出利用变分量子电路（VQCs）优化探针量子比特与环境相互作用序列，以准确估计环境的非马尔可夫性程度，并引入基于问题的ansatz优化相互作用时间，为QML实际应用提供可行实验方案。
2022-10-25 quant-ph
Relativistically Invariant Markovian Dynamical Collapse Theories Must Employ Nonstandard Degrees of Freedom
证明了标准相对论性量子场论，即所有场都满足时空平移的发生器在前向光锥中具有谱的条件的理论，不可能存在不确定性演化。论证的过程是论证一个相对论不变的理论必须有一个稳定的真空，然后证明真空的稳定性，以及相对论因果关系的要求，需要确定性进化，如果所有的自由度都是标准的自由度。
2017-12-11 quant-ph
Linear quantum state diffusion for non-Markovian open quantum systems
我们证明了复高斯随机过程与非马尔可夫开放量子系统的随机状态向量描述的相关性。这些过程将开放量子系统的广义Feynman-Vernon路径积分传播子自然地表示为随机纯态传播子的经典系综平均。它们是量子态扩散随机薛定谔方程中复Wiener过程的有色推广。
1996-10-22 quant-ph
Non-unital non-Markovianity of quantum dynamics
我们证明了Breuer-Laine-Piilo（BLP）非马尔可夫性不能捕获量子动力学的非么正方面的动力学信息。此外，我们还给出了量子过程的非么正性对无穷小不可整除性影响的一个度量。该测度可以作为非么正量子过程BLP非马氏性的一个补充。本文还给出了量子过程非么正性程度的一个度量。
2013-03-27 quant-ph
Tunable non-Markovian dynamics in a collision model: an application to coherent transport
Clarendon Laboratory, University of Oxford（牛津大学克拉伦登实验室）
本文提出碰撞模型研究系统与环境耦合的非马尔可夫性动态，通过退极化通道控制非马尔可夫性程度，分析非马尔可夫性对三量子比特链信息相干传输的影响，发现非马尔可夫环境在某些情况下反而导致信息损失增加。
2025-03-21 quant-ph
Phenomenological memory-kernel master equations and time-dependent Markovian processes
具有记忆核的唯象主方程是否总是描述一个信息反向流动的非马尔可夫量子动力学？对系统过去状态的整合是非马尔可夫性的明确无误的标志吗？我们通过一个反例表明，情况并非总是如此。我们考虑两个常用的唯象积分-微分主方程描述的动力学自旋1/2的热浴。通过使用最近引入的度量来量化非马尔可夫性[H. P. Breuer，E.- M. Laine和J. Piilo，Phys. Rev. Lett. 103，210401（2009）]我们证明，只要方程保持其物理意义，非马尔可夫行为的关键特征不会出现在所考虑的内存内核主方程中。也就是说，没有从环境到开放系统的反向信息流。因此，在记忆核上的积分总是导致非马尔可夫动力学的假设，原来是脆弱的现象学近似。相反，所考虑的唯象方程能够描述与时间相关的马尔可夫过程相关的从系统到水库的时间相关的和单向的信息流。
2011-03-03 quant-ph
Cooling and work extraction under memory-assisted Markovian thermal processes
本文研究有限维记忆辅助的马尔可夫热过程，推导量子比特在相干与非相干控制下的最优冷却布居，并证明大记忆可逼近一般热过程的功提取误差，从而弥合两类过程性能差距。
2023-09-26 quant-ph
Quantum processes as thermodynamic resources: the role of non-Markovianity
本文研究了非马尔可夫性在量子热力学中的作用，通过定义四类提取协议层级，揭示了三种物理机制使非马尔可夫性增加可提取功，证明其是提升热力学性能的基本资源。
2025-05-28 quant-ph
Tensor network based machine learning of non-Markovian quantum processes
我们展示了如何使用基于张量网络的机器学习算法来学习通用的非马尔可夫量子随机过程的结构。我们这样做的过程表示为一个矩阵乘积运算符（MPO）和训练它与数据库的本地输入状态在不同的时间和相应的时间非本地输出状态。特别地，我们分析了耦合到环境的量子比特，预测了系统在不同时间的输出状态，并重建了整个系统过程。我们展示了如何键尺寸的MPO，非Markovianity的措施，取决于系统的属性，环境和它们的相互作用。因此，这项研究开辟了一条可能的实验研究的过程张量及其性质。
2020-04-23 quant-ph
Continuous operations on non-Markovian processes
Nordita, KTH Royal Institute of Technology and Stockholm University（诺尔迪塔，皇家理工学院和斯德哥尔摩大学）；Institute of Fundamental and Transdisciplinary Research, Institute of Quantum Sensing, and Institute for Advanced Study in Physics, Zhejiang University（浙江大学基础与交叉研究院、量子传感研究所和物理高等研究院）
本文提出了一种基于过程和操作泛函的连续时间多时间量子过程框架，用于描述非马尔可夫过程中的连续测量，并提供了连续本征规则和马尔可夫性的自然定义。
2026-08-14 quant-ph
Witnessing quantum memory in non-Markovian processes
我们提出了一种在非马尔可夫过程中检测量子记忆的方法。当环境不提供一个记忆来保持不同系统-环境交互之间的相关性时，我们称之为马尔可夫过程。我们定义了两种类型的非马尔可夫过程，根据所需的内存是经典的或量子的。我们正式区分使用过程矩阵形式主义，通过该过程表示为一个多部状态。在这种形式主义中，一个状态中的纠缠测试可以映射到相应过程中的量子存储测试。这使我们能够将可分性准则和纠缠见证应用于量子记忆的检测。我们在一个简单的模型中演示了该方法，其中系统和环境都是单个相互作用的量子比特，并映射了导致量子存储器的参数。与纠缠见证者一样，我们的见证量子存储器的方法为开放量子系统提供了一个通用的实验工具。
2021-04-22 quant-ph
Non-Markovian quantum dissipative processes with the same positive features as Markovian dissipative processes
研究发现，由林德布拉德方程描述的马尔可夫量子耗散过程可能具有吸引的定态流形，其中的耗散和退相干对量子信息处理有积极的作用.本文证明了在非马尔可夫耗散过程中也可以存在这样的吸引定态流形，它具有与马尔可夫耗散过程相同的正特征。我们的研究结果表明，耗散辅助方案中实施的马尔可夫系统可以直接推广到非马尔可夫系统。
2016-01-25 math-ph math.MP quant-ph
Measure for the Non-Markovianity of Quantum Processes
最近，已经开发了开放系统中量子过程的非马尔可夫行为的度量，其基于开放系统与其环境之间的信息流的量化[Phys.Rev.Lett. 103，210401（2009）]。信息流与量子态之间迹距的变化率有关，这可以用这些态的可解释性来解释。在这里，我们阐述了这个理论的数学细节，目前的应用程序，具体的物理模型，并讨论进一步的理论和实验的影响，以及最近提出的替代方法的关系。
2010-06-15 quant-ph
Entanglement, non-Markovianity, and causal non-separability
原则上，量子力学允许具有不确定因果顺序的过程。然而，大多数这些因果异常尚未被实验检测到。我们表明，每个这样的过程可以通过实验模拟的非马尔可夫动力学与测量的额外的自由度。解释，我们提供了一个建设性的计划来实现任意因果过程。此外，我们给出了开放系统动力学与测量产生的过程，尊重因果关系的局部的必要和充分条件，并发现三方纠缠和非局部酉变换的因果关系不确定的过程的模拟是至关重要的要求。这些结果表明了三个反直觉概念之间的直接联系：非马尔可夫性，纠缠和因果不确定性。
2017-11-11 quant-ph
Hierarchy of Non-Markovianity and $k$-divisibility phase diagram of Quantum Processes in Open Systems
近年来，人们致力于构造一个合适的量子非马尔可夫性测度。然而，这些建议的措施被证明是在不同的情况下的差异。本文利用$k$ -正映射的理论，推广了$k$ -整除性的一个层次，并发展了一个强有力的工具，称为$k$ -整除性相图，它可以提供对量子非马尔可夫性质的进一步理解.通过对相图的几种范式的探讨，可以解释两种常用测度之间差异的根源，并找到两种测度一致的条件。
2017-07-31 quant-ph
Resource theories of multi-time processes: A window into quantum non-Markovianity
我们调查的条件下，一个不可控的背景过程可能被利用的代理执行任务，否则将是不可能在其操作框架。这种情况可以从资源理论的角度来理解：我们提出了一种跨多个时间点的量子过程的资源理论，而不是利用“有用的”量子态来执行任务。不可控的后台进程扮演资源的角色，一组新的对象称为超进程，对应于正在经历该进程的系统的可操作实现的控制，构成了它们之间的转换。在正式介绍了一个框架，用于推导多时间进程的资源理论，我们提出了一个层次结构的例子，通过限制量子或经典通信的超进程-对应于客户端-服务器的情况。由此产生的九种资源理论都有不同的概念，量子或经典记忆作为其效用的决定因素。此外，其中一个理论在无用过程和马尔可夫过程之间有严格的对应关系，因此可以说是真正的“非马尔可夫性的量子资源理论”。
2021-04-14 quant-ph
Non-Markovianity, coherence and system-environment correlations in a long-range collision model
我们考虑一个碰撞模型的动力学，其中系统和环境都是由自旋$1/2$粒子体现的。为了在我们的模型中包含非马尔可夫特征，我们引入了环境量子位之间的相互作用，并研究了这种相互作用的不同模型对系统动力学的非马尔可夫程度的影响。通过将这种相互作用扩展到最近邻之外，我们增强了系统动态中的非马尔可夫性程度。如果考虑到与即将到来的环境量子位的集体相互作用，可以观察到进一步的显着增加。然而，在这种情况下，观察到的非马尔可夫性程度随着相互作用中包括的量子比特数量的增加而非单调。此外，人们可以在系统演化中的非马尔可夫性程度与其状态下的量子相干性随着碰撞次数的增加而衰减的行为之间建立联系。我们补充我们的研究与调查系统环境的相关性，并提出了一个例子，他们的重要性的物理上界的痕迹距离导数。
2017-08-14 quant-ph
Non-Markovian processes in quantum theory
对具有记忆效应的量子动力学的研究一直是开放量子系统理论研究的热点，它致力于为描述系统与外界环境相互作用的约化动力学提供有用的概念和理论工具。非马尔可夫过程的定义已经被引入，试图通过研究量子动力学映射的特征来捕捉记忆效应的概念，这些特征提供了系统状态的演化，或者系统状态本身的可扩展性的变化。我们介绍的基本概念的框架内的开放量子系统，特别强调类比和差异与模型用于引入修改的量子力学，这应该有助于处理测量问题。我们进一步讨论了最近的发展，在治疗非马尔可夫过程和他们的作用，考虑更一般的修改量子力学。
2019-07-25 quant-ph
Modelling Non-Markovian Quantum Processes with Recurrent Neural Networks
与未知环境相互作用的量子系统非常难以建模，特别是在存在非马尔可夫和非微扰效应的情况下。在这里，我们介绍了一种基于神经网络的方法，它具有数学简单的Gorini-Kossakowski-Sudarshan-Lindblad主方程，但能够在不同的制度非马尔可夫效应建模。这是通过使用循环神经网络来定义Lindblad算子来实现的，该算子可以跟踪记忆效应。在这个框架的基础上，我们还引入了一个神经网络架构，该架构能够在给定初始状态的情况下再现整个量子演化。作为一个应用程序，我们研究如何训练这些模型的量子过程层析成像，表明循环神经网络是准确的，在不同的时间和制度。
2019-01-15 quant-ph
Quantifying non-Markovianity due to driving and a finite-size environment in an open quantum system
我们研究非马尔可夫效应存在于一个驱动量子位耦合到一个有限的环境中使用最近提出的模型开发的背景下的量热测量的开放量子系统。为了量化非马尔可夫性的程度，我们使用Breuer-Laine-Piilo（BLP）测量[Breuer \textit{et al.}，Phys. Rev. Lett. \textbf{103}，210401（2009）]。我们发现，信息回流只发生在驾驶的情况下，在这种情况下，我们调查的依赖环境的大小，驱动幅度和耦合到环境的记忆效应。我们发现，非马尔可夫性的程度强烈依赖于驱动振幅和耦合强度之间的比率。我们还表明，非马尔可夫性的程度不单调减少的环境大小的函数。
2016-12-08 quant-ph
Causal and Non-Causal Revivals of Information: A New Regime of Non-Markovianity in Quantum Stochastic Processes
本文区分了信息复兴与回流，提出非因果复兴可无回流发生，并给出操作性条件以识别真实回流，进而解决马尔可夫性非凸性，构建真实量子非马尔可夫性的凸资源理论。
2025-04-24 quant-ph
Non-Markovian effects on charging and self-discharging processes of quantum batteries
利用纠缠和相干作为资源的量子技术的性能受到由于与某些环境的相互作用而产生的退相干效应的高度限制。特别地，重要的是要考虑这样的设备与周围环境可互换地交互的情况。在这里，我们在开放系统动力学的框架下研究了量子电池的能量和各态历经的记忆效应，其中电池和充电器被单独允许访问玻色子环境。我们的研究表明，电池可以充满电，它的能量可以保存在非马尔可夫动力学比马尔可夫动力学长的时间。此外，总存储的能量可以完全提取的工作和放电时间变得更长的非马尔可夫性增加。我们的研究结果表明，记忆效应可以在提高量子电池的性能方面发挥重要作用。
2020-03-25 quant-ph
Witnessing non-Markovian effects of quantum processes through Hilbert-Schmidt speed
非马尔可夫效应可以加速量子系统的动力学，而演化时间的极限可以通过量子统计速度的量化来推导。我们引入了一个证据，通过希尔伯特-施密特速度（HSS），这是一种特殊类型的量子统计速度来表征量子演化的非马尔可夫性。该证据的优点是不需要对演化的密度矩阵进行对角化。通过考虑开放量子系统的几种典型情况，如受相位协变噪声和泡利通道影响的单个量子比特、两个独立的量子比特与漏腔的局域相互作用、耗散腔中的V型和$Λ$型三能级原子（qutrit），研究了它的灵敏度.我们表明，建议的HSS为基础的非马尔可夫见证检测记忆效应与既定的跟踪距离为基础的证人，系统环境信息回流敏感。
2020-08-17 quant-ph
Non-Markovian quantum control as coherent stochastic trajectories
我们提出了随机量子轨道的概念。首先，我们构造了一个基本轨迹集，称为基本轨迹，并继续证明任何量子动力学过程，包括那些非马尔可夫过程，都可以表示为这个集合的线性组合。然后，我们表明，一组过程分为两个自然类：那些可以表示为凸混合的基本轨迹和那些不能。前者被证明是纠缠打破过程（在每一步），而后者被称为相干过程。这种过程的划分类似于可分离态和纠缠态。在本文的后半部分，我们表明，与信息论的游戏，当一个过程是非马尔可夫，相干轨迹允许从环境中解耦，同时保持任意量子信息编码到系统中。我们给出明确的时间相关性（量化非马尔可夫）的表达式，并表明，在一般情况下，有更多的量子相关性比经典的。这表明非马尔可夫量子过程确实与经典量子过程有着本质的不同。此外，我们演示了如何连贯的轨迹（与援助的连贯控制）可以把非马尔可夫性成为一种资源。在本文的最后一节中，我们探讨了这种现象在一个方便的一组基础轨迹的几何图片。
2018-09-19 quant-ph
Experimental Demonstration of Instrument-specific Quantum Memory Effects and Non-Markovian Process Recovery for Common-Cause Processes
记忆效应的持续时间、强度和结构是物理进化的关键特性。由于量子测量的侵入性质，必须相对于所采用的探测仪器来定义这样的性质。在这里，使用光子平台，我们通过实验证明了这种必要性，通过两个典型的过程：在第一个过程中的未来历史相关性可以擦除中间量子测量;对于第二个过程，一个嘈杂的经典测量块的历史的影响。然后，我们应用内存截断技术来恢复一个有效的描述，近似的期望值为多时间观测。我们的原理证明分析为更一般的非马尔可夫量子过程的实验铺平了道路，并强调了标准开放系统技术的失败之处。
2021-06-17 quant-ph
Thermal recall: Memory-assisted Markovian thermal processes
该研究提出记忆辅助马尔可夫热过程的资源理论框架，通过带热平衡记忆的两能级热化序列协议逼近热操作的非相干态跃迁，证明其收敛性并量化记忆效应，为弥合量子热力学两种动力学路径提供方法。
2023-10-07 quant-ph
Non-Markovian dynamics of few emitters in a laser-driven cavity
本文研究了激光驱动的Dicke模型。对于弱耦合系统的环境自由度的耗散动力学的发射器腔系统描述的Floquet主方程。系统演化投影到发射器自由度上导致非马尔可夫行为。我们量化的非Markovianity所产生的发射极动力学，并表明，这个量可以作为一个指标的耗散量子相变发生在高驱动振幅。
2017-09-09 quant-ph
Entropic uncertainty relations for Markovian and non-Markovian processes under a structured bosonic reservoir
测不准关系是量子力学中的一个基本极限，它与量子精密测量有关，对量子信息处理具有重要意义。由于与周围环境的相互作用，量子系统将不可避免地遭受退相干。本文研究了玻色子库下原子-腔相互作用系统在马尔可夫和非马尔可夫状态之间的过渡过程中熵测不准关系的动力学行为。具体地说，我们探讨了熵不确定性关系的动态行为下的一对不相容的观察量的原子衰变效应下，量子记忆和没有量子记忆。我们发现，不确定性显着依赖于原子-腔和腔库的相互作用，以及相关时间，$τ$，结构水库。此外，我们验证了不确定性与所观察到的量子比特系统的状态的纯度是反相关的。我们还提出了一个非常简单和有效的方法来减少不确定性，利用量子弱测量反转。因此，我们的工作提供了一个新的见解，在一个开放的系统内的多分量测量的不确定性动力学，因此是重要的量子精密测量。
2017-03-25 quant-ph
When is a non-Markovian quantum process classical?
在量子理论诞生一个多世纪后，哪些特征和现象从根本上说是量子的问题仍然存在争议。在这里，我们给出了这个问题的答案的时间过程，依次探讨通过投影测量相同的观察。定义经典的过程，那些可以-在原则上-模拟的经典资源，我们充分刻画了这样的过程。基于这个特征，我们证明了对于非马尔可夫过程（即，的过程与记忆），缺乏一致性并不能保证所观察到的现象的经典性，并进一步推导出一个实验和计算可访问的措施，在非经典的记忆存在。然后，我们提供了一个直接的联系之间的经典性和消失的量子不和谐之间的演变系统和它的环境。最后，我们证明了-与无记忆的设置相反-在非马尔可夫的情况下，存在真正量子的过程，即，它们显示出与用来探测它们的测量方案无关的非经典统计。
2020-08-11 quant-ph
Open quantum dynamics with singularities: Master equations and degree of non-Markovianity
描述开放量子动力学的主方程通常是一阶微分方程。当这种动力学使状态空间中的轨迹在有限的时刻到达同一点时，相应的主方程的生成元变得奇异。一阶，时间局部，齐次主方程，然后无法描述的动力学超越奇点。在主方程中保留时间局部性需要在高阶微分方程方面重新表述。我们制定了一种方法来消除发散行为的发电机通过使用适当的权重的发电机的高阶导数的组合，并说明它与几个例子。我们还提出了一个详细的研究中心自旋模型，我们提出了平均速率的信息流入非马尔可夫过程作为一个数量，捕捉一个不同方面的非马尔可夫动力学。
2021-12-02 quant-ph
Noise suppression via generalized-Markovian processes
到目前为止，噪声本身对于执行量子信息处理任务是有用的。我们目前的结果表明，如何可以有效地减少与噪声量子信道的错误率，抵消其有害影响与另一种形式的噪声。特别是，我们认为添加上一个纯粹的马尔可夫（Lindblad）动态，更一般形式的耗散，我们称之为广义马尔可夫噪声的影响。这种噪声有一个相关的内存内核和由此产生的动态描述的积分微分方程。整体动力学的特点是衰减率不仅取决于原来的耗散时间尺度，但也对新的积分核。我们发现，人们可以设计这个内核，这样的整体衰减率降低了这个噪声项的增加。我们说明这种技术的情况下，裸噪声描述的移相泡利通道。我们分析解决这个模型，并表明，可以有效地增加一倍（甚至三倍）的信道长度，同时实现相同的保真度，纠缠和错误阈值。我们数值验证此方案也可以用来防止热马尔可夫噪声（在非零温度），模型自发发射和激发过程。该方案的物理解释进行了讨论，从而增加了广义马尔可夫噪声导致系统成为周期性地从背景马尔可夫噪声解耦。
2017-11-13 quant-ph
Non-Markovian Dynamics of Discrete-Time Quantum Walks
在离散时间的硬币量子行走的情况下，约化动力学的硬币显示出非马尔可夫递归特性，由于信息回流的自由度的位置。在这里，我们研究如何在开放系统动力学的存在下修改这种非马尔可夫行为。在这个过程中，我们获得了有益的见解的性质，非马尔可夫物理。特别是，我们表明，在（非马尔可夫）随机电报噪声（RTN）的情况下，一个进一步deterebile复发功能是存在于动态。此外，该特征与步行者的定位相关。另一方面，对于其他非马尔可夫类型的噪声（Ornstein-Uhlenbeck和幂律噪声），没有出现额外的递归特征。我们提出了一种功率谱方法，用于比较由于外部噪声和由于内部位置自由度的非马尔可夫分量的相对强度。
2017-03-23 quant-ph
Continuous thermomajorization and a complete set of laws for Markovian thermal processes
量子热力学的标准动力学方法是基于马尔可夫主方程描述弱耦合到大环境的系统的热化，以及熵产生关系等工具。在这里，我们开发了一个新的框架，克服了目前的动态和信息理论的方法时遇到的限制，适用于这种设置。更确切地说，我们引入的概念，连续thermomajorization，并利用它来获得的马尔可夫热过程存在的必要条件和充分条件之间的初始和最终的能量分布的系统转换。这些导致一个完整的广义熵产生不等式，包括标准的一个作为特殊情况。重要的是，这些条件可以减少到一个可验证的一组约束下的主方程的非平衡变换。此外，该框架也是建设性的，即，它返回实现任何允许的转换的显式协议。这些协议使用的积木基本热化，我们证明是通用的控制。最后，我们还提出了一种算法，通过马尔可夫热过程从一个给定的初始状态，可实现的能量分布的完整集合，并提供了一个$\texttt{Mathematica}$实现解决$d=6$在笔记本电脑上几分钟。
2022-08-05 quant-ph
Boson-boson pure-dephasing model with non-Markovian properties
理解退相干过程是研究开放量子系统的关键。本文用一种新提出的玻色子-玻色子模型，即一个玻色子场与另一个玻色子浴在热平衡下耦合，讨论了纯退相过程的机制。我们的模型是完全可解的，并且可以再现通常由著名的自旋玻色子模型描述的纯退相过程，从而为理解高维开放量子系统中的退相干过程提供了一个新的视角.我们还表明，该模型承认一个一般的非马尔可夫动态关于各种不同的非马尔可夫措施。
2018-02-11 quant-ph
Non-Markovian effects on informational steady states
The University of Tokyo（东京大学）
本研究在连续监测碰撞模型框架下，发现信息稳态的每次测量信息增益与非马尔可夫性程度负相关，并数值表征了相互作用参数的影响。
2026-10-02 quant-ph
Quantum stochastic processes and quantum non-Markovian phenomena
经典随机过程领域是数学的一个主要分支。当然，他们在生物学、化学、生态学、地质学、金融学、物理学以及自然科学和社会科学的许多领域也得到了很好的研究。然而，当涉及到量子随机过程时，这个话题被病理学问题所困扰，这些问题导致了研究人员之间的激烈争论。最近的发展已经开始解开这些问题，并铺平了道路，推广的经典随机过程理论的量子域没有歧义。本教程详细介绍了量子随机过程的结构，在量子梳的现代语言方面，并针对学生在量子物理和量子信息理论。我们从经典随机过程的基础开始，并将同样的思想推广到量子领域。一路上，我们讨论了量子物理的微妙结构，导致在形成一个总体理论的量子随机过程的麻烦。在本教程的最后，我们列出了这一科学分支中许多令人兴奋的问题。
2021-05-10 quant-ph
Non-Markovian master equations from entanglement with stationary unobserved degrees of freedom
我们推导出一类非马尔可夫完全正的主方程，它描述了一个系统在一个复合的二分环境中，由一个马尔可夫水库和额外的固定不可观测的自由度，调制耗散耦合。纠缠引起的记忆效应可以持续任意长的时间，并影响到平衡的弛豫，以及诱导量子回归定理的修正。通过将额外的自由度视为能级的离散流形，可以出现强非指数行为，例如幂律和拉伸指数衰减。
2005-09-22 cond-mat.mes-hall quant-ph
Semi-device-independent certification of quantum non-Markovianity using sequential Random Access Codes
本文利用过程矩阵形式体系研究多时间过程，发现在序列量子随机存取码中，量子非马尔可夫环境能提升通信容量并带来多方量子优势，从而实现半设备无关的量子非马尔可夫性认证。
2023-09-28 quant-ph
