Exact quantum jump approach to open systems in Bosonic and spin baths
通过蒙特卡罗模拟技术，发展了一种能精确处理开放系统的非马尔可夫量子动力学的一般方法。该方法是基于一个随机制定的冯诺依曼方程的复合系统，并采用了一对产品状态以下的马尔可夫随机跳跃过程。该方法的性能示出通过随机模拟的开放系统的动态相互作用与玻色子水库在零温度下，并与自旋浴在强耦合制度。
2003-08-09 quant-ph
Exact dynamics of quantum correlations of two qubits coupled to bosonic baths
系统地研究了系统-浴槽相干性对两个量子比特在两个独立浴槽和一个公共浴槽中量子关联动力学的影响。将层次方法推广到求解相应的自旋玻色子模型，计算了量子纠缠和量子不和谐（QD）的精确动力学性质，并与经典的行波近似下的结果进行了比较.对于两个独立的浴，除了弱的系统浴耦合，CRT本质上改变了纠缠和量子点的演化。随着耦合强度的增加，纠缠的恢复被显著抑制并最终消失，量子点单调变小。对于普通水浴，CRT也抑制了量子纠缠，但从关联Bell态引发的量子点表现出完全不同的行为。在非马尔可夫体系中，量子点几乎不受CRT的影响，在任意耦合下，量子点的长时间演化都是有限的;而在马尔可夫体系中，强耦合使量子点的长时间演化显著增强。
2013-03-05 quant-ph
Exact dynamics of first-order system-bath coherence in bilinear bosonic models
Ocean University of China（中国海洋大学）；University of the Basque Country UPV/EHU（巴斯克大学）；Dalian Nationalities University（大连民族大学）；University of Toronto（多伦多大学）；Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学）
本研究求解双线性玻色模型的线性海森堡方程，分析一阶系统-浴相干性的影响因素，提出受泄漏消除算子启发的频率调制方法，可抑制激发泄漏并稳定长时间相干性。
2026-08-13 quant-ph
Exact dynamics of the homogeneous two-qubit $XXZ$ central spin model with the spin bath prepared in superpositions of symmetric Dicke states
我们得到了两个相互作用的量子比特通过$XXZ$型耦合均匀耦合到自旋浴中的两个量子比特中心自旋模型（CSM）的精确动力学，自旋浴最初是由对称Dicke态的线性叠加制备的.使用相互作用的图片相对于模型的非自旋翻转部分的哈密顿量，我们推导出一个序列的运动方程内的每个磁化扇区所满足的概率振幅的时间演化状态。这些运动方程允许单量子比特CSM的解析解，其中两个中心量子比特之一与系统的其余部分重叠。在此基础上，我们对在自旋相干态下制备的浴槽中观察到的单量子比特拉比振荡中的自旋回复现象给出了定量解释。然后，我们研究了两个初始纠缠的非相互作用的量子比特的解纠缠和相干动力学时，两个量子比特与单独的浴或与一个共同的浴。对于单个浴的相干动力学被发现是正相关的单量子比特的纯度动力学，纠缠突然消失和复苏观察在这两种情况下。我们还研究了两个初始可分离的量子比特耦合到一个公共浴池中的纠缠产生，观察到了纠缠动力学中的坍缩和复活行为。最后，我们选取等权态和$W$类态作为浴态的初始态，研究了两个浴态自旋之间的纠缠动力学，并证明了这种系统中的纠缠共享机制.
2020-08-29 quant-ph
Exact Classicalization of N-Level Quantum Systems Interacting with a Bath: Theory and Applications
本文提出一种精确经典化N能级量子系统与经典浴相互作用的五步算法，利用复射影空间几何和Langevin形式推广Caldeira-Legget模型，并在两量子比特和FMO复合物上验证了其有效性。
2025-09-12 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
Quantum energy transfer between nonlinearly-coupled bosonic bath and a fermionic chain: an exactly solvable model
量子系统向热平衡的演化通常用近似方法来研究，这种方法有其有效性的局限性，应该用解析可解模型来检验。本文提出了一个解析可解的模型来研究玻色子浴和费米子链之间的能量转移，它们是非线性耦合的。玻色子浴由无限多的非相互作用玻色子模组成，而费米子链则由一系列相互作用的费米子与最近邻相互作用组成。我们比较了不同的浴配置的温度相关的能量电流$J_{T}$和温度无关的能量电流$J_{TI}$的行为。对于Lorentz-Drude型熔池，$J_{T}$的熔池光谱呈指数衰减，这与传统的近似结果相同。另一方面，欧姆型的衰减率为$1/t^{3}$，白噪声的衰减率为$1/t$，这是没有常规对应物的。对于与温度无关的电流$J_{TI}$，对于Lorentz-Drude型浴，衰减速率是发散的，对于欧姆浴，衰减速率是$1/t^{4}$，对于白噪声，衰减速率是$1/t$。当进一步考虑费米子链的动力学时，电流将基于来自浴的包络进行调制。作为一个例子，对于具有欧姆谱的玻色子浴，当费米子链均匀耦合时，我们得到了$J_{T}\propto1/t^{6}$和$J_{TI}\propto1/t^{3}$。值得注意的是，对于理想态转移（PST）耦合，总是存在振荡的量子能流$J_{TI}$。此外，有趣的是，对于在Lorentz-Drude或欧姆浴下的PST耦合，$J_{T}$在某些时间与$(N-1)^{1/2}$成比例。
2020-04-18 quant-ph
Control cost and quantum speed limit time in controlled almost exact state transmission in open systems
研究了脉冲控制下自旋链的准精确态传输（AEST）过程中，环境噪声对控制代价和量子速度极限时间（QST）的影响.链被浸没在其周围的非马尔可夫，有限温度的热浴。我们发现，AEST可以实现在弱系统浴耦合，低温，和强非马尔可夫浴有效的外部控制。相应地，控制成本和Q值随着浴温度和耦合强度的增加而增加。值得注意的是，来自浴的非马尔可夫性可以有助于降低控制成本和缩短Q值。此外，我们发现，存在着一个权衡之间的控制成本和传输保真度和更高的保真度需要更高的成本。此外，已发现的最小控制成本，以获得一定的传输保真度。
2021-09-02 quant-ph
Exact analysis of disentanglement for continuous variable systems and application to a two-body system at zero temperature in an arbitrary heat bath
我们概述了一个精确的方法来解决连续变量系统的退相干和纠缠问题。该方法是基于福特和刘易斯\cite{ford86}介绍的量子分布函数的建设，其中一个系统在热平衡放置在一个初始状态的测量，然后通过后续的测量采样。用朗之万方程描述量子布朗运动，这种方法已被证明是讨论这类问题的有力工具。在回顾了我们以前在退相干方面的工作和最近在解纠缠方面的工作之后，我们将该方法应用于关联高斯态中的粒子对问题。初始状态和它的时间发展是明确的。对于一个单一的弛豫时间浴在零温度精确的数值结果。Duan等人的\cite{duan00}对这类态的判据被用来证明这类态最初是纠缠的，经过有限时间后变成可分离的（纠缠猝死）。
2010-05-20 quant-ph
Exact reduced dynamics for a qubit in a precessing magnetic field and in the contact with a heat-bath
研究了旋进磁场中与热浴接触的二能级量子系统（量子比特）。得到了所讨论的量子比特的精确约化动力学。与开放量子系统理论提供的标准方法相比，我们应用基于块算子矩阵理论的方法。我们还提出了解决方案的Riccati算子方程与系统的哈密顿量。接下来，我们研究了绝热近似的系统考虑使用量子保真度作为一种方法来衡量的有效性的绝热理论。我们发现，在弱耦合域中的标准条件，确保绝热行为的自旋在磁场也保证其绝热演化的开放系统的变体，该模型。因此，我们提供了开放量子系统的显式例子，满足绝热近似首次制定的封闭量子系统。
2010-10-08 quant-ph
Analytic solution to the nonlinear generation of squeezed states in a thermal bath
本文使用Lindblad主方程研究热浴中损耗光学腔的压缩态非线性产生，推导出正交不确定度演化的精确闭式解，并详细揭示了热环境对正交压缩与二阶相干函数的降低作用。
2024-06-26 quant-ph
Driving Spin-Boson Models From Equilibrium Using Exact Quantum Dynamics
我们提出了一个应用程序的扩展随机刘维方程（ESLE）物理修订版B 95，125124，它给出了一个精确的解决方案，约化密度矩阵的开放系统所包围的谐波热浴。该方法认为扩展系统（开放系统和浴）的热平衡之前的动作的时间依赖性的扰动，而不是通常的假设，系统和浴最初分区。这是一个精确的技术，能够占任意参数制度的模型。在这里，我们提出了我们的第一个数值实现的方法在最简单的情况下的Caldeira-Leggett表示浴哈密顿量，并将其应用到一个自旋玻色子系统驱动耦合平衡。我们观察到显着的行为，在瞬态动力学和渐近状态的减少密度矩阵不存在通常的近似。
2017-12-18 quant-ph
An exact Markovian decoherence dynamics of two interacting harmonic oscillators coupled to a bosonic heat bath
HUN-REN Wigner Research Centre for Physics（匈牙利科学院维格纳物理研究中心）；Department of Pharmaceutics, Semmelweis University（塞梅尔维斯大学药剂学系）；Forschungszentrum Jülich, Institute of Quantum Control (PGI-8)（于利希研究中心量子控制研究所）；Institute of Physics, University of Pécs（佩奇大学物理研究所）；Department of Physics of Complex Systems, Eötvös Loránd University, ELTE（罗兰大学复杂系统物理系）
该研究通过精确解析解分析了两个谐振子耦合到热浴的动力学，揭示了在特定参数下系统可表现出周期性纠缠-解纠缠行为。
2026-01-14 quant-ph
Probing internal bath dynamics by a Rabi oscillator-based detector
通过精确的数值和主方程的方法，我们表明，一个中心自旋-1/2可以配置为探测内部浴动力学。系统浴相互作用引起拉比振荡的检测器和保真度的周期性行为。该周期对浴自相互作用的强度高度敏感，并且可以用于计算浴内耦合。
2007-05-28 quant-ph
Exact dynamics of interacting qubits in a thermal environment: Results beyond the weak coupling limit
我们证明了一类模型的两个相互作用的量子位在热库两个单独的自旋浴问题的精确映射。基于这种映射，可以进行量子位动力学的精确数值模拟，超过弱系统-浴耦合极限。考虑到系统的时间演化，我们用精确的数值方法研究了玻色子热浴中量子比特纠缠的动力学行为，发现了丰富的现象学，包括中间振荡行为、纠缠的突然诞生、突然死亡和复活.我们发现，由于量子位与热环境的耦合，量子位之间产生了稳态纠缠，这与纠缠振荡的孤立量子位不同。我们还发现，纠缠猝死的发生依赖于子系统初态中的零激发态和双激发态所占的比例。在长时间限制下，给出了弱系统-浴耦合下的解析表达式，给出了相关量子比特参数的范围。
2012-07-30 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
Exact dynamics of non-additive environments in non-Markovian open quantum systems
当一个量子系统强烈耦合到多个浴时，通常不再可能通过简单地添加每个浴的单独效应来描述所产生的系统动力学。然而，捕捉这样的多浴系统动态到目前为止，需要近似，可以掩盖一些非加性效应。在这里，我们提出了一个数值上精确和有效的技术来解决这个问题，建立在时间演化矩阵乘积运算符（TEMPO）表示。我们测试的方法，将其应用到一个简单的模型系统，表现出非添加剂的行为：一个两级偶极耦合到振动和光学浴。虽然没有直接耦合，但由系统介导的浴之间存在有效的相互作用，当振动耦合较强时，该相互作用可以导致物质系统中的粒子数反转。我们基准和验证多浴TEMPO对两种近似方法-一个基于极化子变换，其他的反应坐标的识别-在探索的制度，同时强振动和光学耦合的近似技术打破。在这里，我们发现了一个新的制度，量子芝诺效应导致电子系统的完全混合状态。
2021-09-17 quant-ph
Exact Entanglement Dynamics of Two Spins in Finite Baths
本文精确求解有限自旋浴中双自旋经 Ising 型相位作用的非马尔可夫纠缠动力学，并通过随机跳跃晶格与核磁共振模型揭示相互作用、重置及浴关联的影响。
2022-12-18 quant-ph
Decoherence in an exactly solvable qubit model with initial qubit-environment correlations
研究了耦合到谐振子池中的两态量子系统（量子比特）的退相（退相干）模型。在此模型中，一个两状态系统的约化动力学的精确解析解已经获得了分解组合系统的初始状态。我们表明，该模型承认精确解的一大类相关的初始状态，这是典型的量子测量理论。我们推导出量子位密度矩阵的非对角元素的精确表达式，该表达式适用于量子位和浴之间的任意耦合强度。对于不同的浴谱密度，考虑了初始关联对退相干的影响。讨论了退相干过程中量子比特熵的时间行为。
2011-10-19 quant-ph
Exact solution of the Hu-Paz-Zhang master equation
Hu-Paz-Zhang方程是耦合到线性被动浴的振荡器的主方程。在假设振荡器和浴最初是不耦合的情况下，这是准确的。在这里，一个精确的一般解决方案是在时间t的维格纳函数在初始维格纳函数的表达式的形式获得。将所得结果应用于高斯波包的运动和一对这样的波包的运动。一个严重的分歧所产生的假设的初始非耦合状态被发现是由于零点振荡的浴，并没有删除在一个截止模型。因此，方程的有价值的结果只能在高温极限下得到，其中零点振荡被忽略。在此基础上，得到了相干性的波包扩展和衰减的极限封闭表达式。这些结果与文献中出现的结果在数值因子内一致，文献中出现的结果适用于在零温度下突然耦合到高温浴的颗粒的情况。另一方面，对于粒子的初始温度与熔池的初始温度一致的物理一致的情况，得到了非常不同的结果。
2003-01-13 quant-ph
Exact Non-Markovian Master Equation and Dispersive Probing of Non-Markovian Process
对于一个玻色子（费米子）开放系统在一个浴与许多玻色子（费米子）模式，我们推导出精确的非马尔可夫主方程中的记忆效应的浴是反映在依赖于时间的衰减率。在这种方法中，约化密度算子是从相应的海森堡方程的形式解构造的。作为精确主方程的应用，我们研究了腔QED系统中单个玻色子模电磁场量子耗散的非马尔可夫性。原子退相干因子明确地反映了腔浴的非马尔可夫性。
2012-12-04 quant-ph
Entanglement Dynamics of Two Qubits in a Common Bath
我们推导了一组量子比特在零温度下与洛伦兹加宽腔模相互作用的分层方程，而不使用光波近似、玻恩近似和马尔可夫近似。我们使用这种精确的方法来重新研究两个量子比特与一个共同的浴缸相互作用的纠缠动力学，这是以前只解决了下的光波和单激发近似。与这里使用的确切的层次方程方法，我们观察到显着的差异，在所产生的物理，与以前的结果与各种近似。由于反向旋转波项的双激发也被发现有显着的影响纠缠的动力学。
2012-06-27 quant-ph
Exact Many-body Quantum Dynamics in One-Dimensional Baths via Collective Spins
Columbia University（哥伦比亚大学）；University of South Florida（南佛罗里达大学）；Max Planck Institute of Quantum Optics（马克斯·普朗克量子光学研究所）
提出基于对称性的方法，利用部分置换对称性将量子比特分组为“超自旋”，将希尔伯特空间维度从指数级降至多项式级，从而精确计算一维电磁浴中多体量子系统的动力学，并揭示超辐射动力学中自旋长度不守恒及暗态纠缠特性。
2026-06-16 quant-ph
An Exact Operator Formulation of Statistical Quasiparticle Theory for Nonlinear System-Bath Coupling
Hefei National Research Center for Physical Sciences at the Microscale, University of Science and Technology of China（合肥微尺度物质科学国家研究中心，中国科学技术大学）
本文提出一种统计准粒子理论的算子表述，将耗散子构造为热场浴空间中的集体算子，通过递归广义威克定理处理非线性耦合，统一线性和非线性系统-浴相互作用，实现非微扰非马尔可夫动力学的层次方程自动生成。
2026-09-22 physics.chem-ph quant-ph
Probing Non-equilibrium baths: Frequency-Resolved Thermometry and Quantum Heat Current Turnover
Institute for Theoretical Physics, Department of Quantum and Classical Dynamics, Johannes Kepler Universität Linz（林茨约翰·开普勒大学理论物理系量子与经典动力学部）；Schulich Faculty of Chemistry and Helen Diller Quantum Center, Technion-Israel Institute of Technology（以色列理工学院舒利希化学学院及海伦·迪勒量子中心）
该研究针对非平衡稳态下量子热输运的热库热态信息不足问题，提出频率选择测温协议，结合级联运动方程在自旋-玻色和两量子比特模型中揭示了热流翻转效应源于热库热态随耦合强度的演化。
2026-08-11 quant-ph
Exact dynamics and thermalization of an open bosonic quantum system in presence of a quantum phase transition induced by the environment
我们导出了任意谱密度玻色子浴中玻色子模线性耦合的精确非平衡维格纳函数。我们的解决方案不依赖于任何主方程的方法，因此，它也正确地描述了一个玻色子模式，这是最初纠缠与它的环境。最近有人提出，在与谱密度有下界支撑的浴强耦合的情况下，非马尔可夫量子效应导致无耗散动力学。在这项工作中，我们表明，这样的系统经历了量子相变在某些临界浴耦合强度。表观无耗散动力学则对应于向新基态的弛豫。
2013-07-22 quant-ph
Optimal Estimation of a Classical Force with a Damped Oscillator in the non-Markovian Bath
我们求解了一个在压缩态中制备的阻尼振子精确探测经典力的最佳量子极限。研究了热浴对振荡器演化的记忆效应。我们表明，量子估计理论获得的最佳力的灵敏度接近零的非马尔可夫浴，而接近一个有限的非零值的马尔可夫浴的阻尼振子的能量趋于无穷大。
2014-06-03 quant-ph
Progress towards an effective non-Markovian description of a system interacting with a bath
我们分析了一个耦合到独立谐振子的系统。通过求解特征值反问题，将电解槽转化为链状结构。我们解决了集体变量的运动方程定义的这个变换，我们推导出精确的动力学的谐振子的微观运动的环境模式。我们比较这种方法，著名的广义朗之万方程，我们表明，我们的动力学满足这个方程。
2015-04-27 quant-ph
Exact quantum master equation for a molecular aggregate coupled to a harmonic bath
我们考虑由$N$相同单体组成的分子聚集体。每个单体包括两个电子能级和一个谐波模。单体通过偶极-偶极力彼此相互作用。单体的振动模式是双线性耦合到一个浴的谐振子。这是一个描述相干激子传输的原型模型，从量子点到光合作用天线。我们推导出一个精确的量子主方程。在计算上，主方程可以用于测试量子输运理论中采用的各种近似。物理上，它提供了一个合理的解释，在耗散环境中的分子聚集体的长寿命相干光响应的起源。
2012-04-11 cond-mat.stat-mech quant-ph
Exact quantum master equation via the calculus on path integrals
本文构造了一个精确的量子主方程体系，用于计算在含时外场作用下弱体系-浴槽相互作用区以外的量子非马尔可夫耗散.进一步提出了一种新的截断方案，并与其他方法相比，关闭所产生的分层耦合运动方程。系统浴相互作用强度，非马尔可夫财产，和所需的层次之间的相互作用也证明了简单的自旋玻色子系统的帮助。
2004-10-12 quant-ph
Monogamy and backflow of mutual information in non-Markovian thermal baths
我们调查三方系统的各方之间的信息动态。我们首先证明两个结果关于单配偶的互信息。第一个国家，相互信息是一夫一妻制的一般三方纯国家。第二个表明，一般来说，只有当真正的三方相关性足够大时，互信息才是一夫一妻制的。然后，我们分析了三方系统的内部动力学，各方不交换能量。特别是，我们允许的子系统之一，发挥有限的热浴的作用。因此，我们发现一个典型的场景中，本地信息往往被转换成离域信息。此外，我们表明，（i）信息流是可逆的有限的热浴在低温下，（ii）单配偶的相互信息尊重整个动态，和（iii）真正的三方相关性通常存在。最后，我们分析计算出一个数量能够揭示有利的制度，在我们的模型中的非马尔可夫性。
2014-07-23 quant-ph
Quasi-Lie Brackets and the Breaking of Time-Translation Symmetry for Quantum Systems Embedded in Classical Baths
许多在自然和合成情况下遇到的开放量子系统都嵌入了经典的浴池中。通常，浴自由度可以用正则共轭坐标表示，但在某些情况下，它们可能需要非正则或非哈密顿表示。本文综述了一种基于算符值准概率函数的研究嵌入非正则或非哈密顿经典类浴中量子子系统的动力学和统计力学的方法。这些函数通常通过准李括号及其相关的量子经典刘维尔方程的作用而演化。
2018-10-16 quant-ph
Exact Non-Markovian master equation for the Spin-Boson and Jaynes-Cummings models
我们提供了一个两能级系统与热玻色子浴相互作用的精确的非马尔可夫主方程，我们写这样一个主方程的Bloch向量的解决方案。我们表明，以前的近似结果是我们的确切的主方程的特殊限制。我们将这些结果推广到更复杂的复杂系统，涉及任意数量的两级系统耦合到不同的热浴，提供确切的主方程也为这些系统。作为这种一般情况下的一个例子，我们推导出的Jaynes-Cummings模型的主方程。
2017-07-03 quant-ph
Nonperturbative stochastic dynamics driven by strongly correlated colored noises
首次建立了耦合关联噪声的开放量子系统的精确随机动力学方程。通过精确求解开放量子系统的随机薛定谔方程，严格研究了两个强关联非马尔可夫浴影响下量子比特系统的非平衡动力学.我们发现，量子比特系统的量子动力学深刻调制浴和浴的记忆时间之间的相互关联，通过耗散和波动。本文报道了一类超辐射态的强浴关联所产生的远距离两量子比特大的内关联和纠缠的新物理效应。
2015-02-13 quant-ph
Fermionic Stochastic Schrödinger Equation and Master Equation: An Open System Model
本文考虑了强耦合到费米子浴的量子开放系统的非马尔可夫随机方法的扩展，系统的运营商与费米子浴交换的模型。这种技术也可以成为研究耦合到自旋链环境的开放量子系统的有用工具，该自旋链环境可以进一步转化为有效的费米子浴。利用费米子相干态表象，从第一性原理出发，导出了一个精确的随机薛定谔方程（SSE），称为费米子量子态扩散（QSD）方程。开放系统的约化密度算符可以从格拉斯曼型噪声下QSD方程解的平均值中恢复。利用精确的费米子QSD方程，我们可以导出相应的精确主方程。我们的方法的权力，说明了我们的随机方法的几个模型，包括一个量子位耗散模型，耦合两个量子位耗散模型，量子布朗运动模型和N-费米子模型耦合到一个费米子浴的应用程序。本文还讨论了费米子浴和玻色子浴对开放系统动力学的不同影响。
2012-03-10 quant-ph
Trapping quantum coherence with a dissipative thermal bath
在长时间极限下，耦合到耗散环境中的开放量子系统在没有驱动或测量的情况下会失去相干性。反直觉地，我们提供了一个必要条件捕获的相干性的两个能级系统完全与热浴。基于时间局域主方程，发现只要长时间兰姆位移恰好为系统跃迁频率的负值，即使在高温浴下，残余相干性仍然存在。这个条件通常在强耦合甚至超强耦合的情况下都能满足，而这种情况可以通过增加环境温度来缓解。体系与熔池之间的反旋相互作用是产生剩余相干性的必要条件，其大小受体系初始状态和熔池结构的影响。
2022-09-05 quant-ph
Time-optimal bath-induced unitaries by Zermelo navigation: speed limit and non-Markovian quantum computation
量子Zermelo导航问题的解决方案被应用到一组量子系统与一个共同的环境相互作用的非马尔可夫开放系统动力学。我们考虑的情况下，允许一个确切的时间最优实现环境介导的非本地系统酉。对于线性耦合到谐波玻色子浴，我们推导出的浴模式的基频方面的实施时间的速度限制。作为局部自由风和成对系统耦合的两个指数的乘积，Zermelo酉式形成了通过级联达到一般酉式的天然构建块。
2015-07-31 quant-ph
Quantum non-Markovian collision models from colored-noise baths
量子碰撞模型（CM），也称为重复相互作用模型，可以从标准微观框架中建立，其中系统S在旋转波近似下耦合到白噪声玻色子浴，这通常导致马尔可夫动力学。在这里，我们讨论了如何推广CM建设的情况下，频率相关的系统浴耦合，它定义了一类有色噪声浴。这导致了一个本质上非马尔可夫CM，其中每个附属子（浴亚基）在不同的步骤重复与S碰撞。我们讨论的说明性的例子中，一个原子在前面的一面镜子在制度的不可忽略的延迟时间。
2020-02-04 quant-ph
Exact solution of Markovian master equations for quadratic fermi systems: thermal baths, open XY spin chains, and non-equilibrium phase transition
本文将三次量子化方法推广到用4 n × 4 n矩阵对角化的方法统一精确地处理n个费米子二次系统的Redfield和Lindblad主方程。从Redfield方程出发，详细分析了非平衡热驱动。我们解释如何计算所有物理相关的量，如非平衡期望值的本地观测，各种熵或信息措施，或时间演化和性质的放松。我们还讨论了如何确切地处理显式时间相关的问题。然后，一般的形式主义，研究热驱动的开放XY自旋1/2链。我们发现，最近提出的非平衡量子相变在开放的XY链生存的Redfield模型内的热驱动。特别是，长程磁相关的相位可以通过非平衡稳态对外部（浴或体）参数的超敏性来表征。研究的热传输，我们发现足够强的热驱动的负热导，以及非单调依赖的热流浴耦合的强度。
2009-10-01 cond-mat.stat-mech quant-ph
Dynamics and thermodynamics of a central spin immersed in a spin bath
本文导出了中心自旋与热自旋相互作用的精确约化动力学映射及其算符和表示。中心自旋的动力学表现出高的量子特性的可持续性，如在低温制度的相干性和纠缠。然而，对于足够高的温度，当浴粒子的数量接近热力学极限时，这种功能消失，动力学密切模仿马尔可夫演化。详细研究了中心量子比特的长时均态性质和初始态的捕获信息，证实了动力学的非遍历性可以归因于有限的温度和有限的浴槽尺寸.结果表明，只要满足一定的严格共振条件，长时均态就保持了量子相干性，这对量子器件的工程设计具有深远的技术意义.导出了正则型的精确的时间局域主方程。利用这个主方程，通过考察系统的细致平衡条件和不可逆熵产生率，研究了中心自旋系统的非平衡性质。结果表明，中心量子位仅在极高温度和大量浴自旋的极限下才会热化。
2017-11-22 quant-ph
Numerically exact simulation of open quantum networks with strong system-bath couplings using tensor network path integrals
TU Dortmund（多特蒙德工业大学）
本文提出CTEMPO张量网络路径积分方案，通过压缩键维数实现强耦合非马尔可夫开放量子网络的数值精确模拟，在自旋-玻色子模型和7位点FMO复合体上验证了数量级改进，并探索了20个量子点的超辐射标度行为。
2026-10-08 quant-ph
From Zeno to anti-Zeno: decoherence-control dependence on the quantum statistics of the bath
我们证明，通过精确的解决方案，自旋浴导致更强（更快）退相的量子比特比玻色子浴具有相同的浴耦合光谱。这种差异是由于纺丝浴“敷料”的耦合。因此，浴槽的量子统计强烈影响将量子位从其浴槽动态解耦所需的脉冲序列。
2010-12-26 cond-mat.mes-hall quant-ph
On the conundrum of deriving exact solutions from approximate master equations
我们推导出纯相位噪声影响下的一般量子系统的精确时间演化，并证明了对于高斯初始状态的浴，精确的结果也可以在一个微扰的时间局部主方程的方法已经在二阶的系统浴耦合强度。我们发现，如果浴的初始状态可以映射到高斯相空间分布函数，这种等价性成立。此外，我们讨论了标准的Bloch-Redfield方法的关系。
2007-09-05 cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum correlations of an atomic ensemble via a classical bath
有些令人惊讶的是，量子特征可以从经典浴中提取出来。为此，我们讨论了一个样品的梯形配置的三能级原子相互作用，只有通过周围的浴，并表明，该系统发出的荧光表现出非经典性质。这种环境的典型实现是用于微波跃迁频率的热浴，或用于光学跃迁的非相干宽带场。在一个小的原子样品中，发射的光可以从亚泊松转换到超泊松，从反聚束转换到超聚束，这取决于样品中原子的平均数量。较大的样品允许在宽范围的浴参数上产生超聚束光，从而产生荧光强度。我们还确定了参数范围，其中两个过渡发射的字段是相关的或反相关的，从而违反了柯西-施瓦茨不等式。由于在中等强度的浴中，这种违反也发生在较大数量的原子上，这样的样品表现出介观量子效应。
2005-07-26 quant-ph
An efficient scheme for numerical simulations of the spin-bath decoherence
我们证明了切比雪夫展开方法是研究量子系统自旋浴退相干的一个非常有效的数值工具。我们考虑了在研究由少量耦合自旋组成的量子系统的退相干时出现的两个典型问题：（i）确定系统的指针态，（ii）确定量子振荡的时间衰减。正如我们的研究结果表明，对于确定指针状态，基于切比雪夫的计划是至少一个因素的8比现有的算法的基础上的铃木-特罗特分解。对于第二类问题，基于Chebyshev的方法比基于Suzuki-Trotter的方法快3- 4倍。这一结论定性地适用于具有不同自旋浴和不同哈密顿量的广泛系统。
2003-01-23 quant-ph
Dynamics of a strongly coupled quantum heat engine -- computing bath observables from the hierarchy of pure states
基于HOPS方法精确计算强耦合量子热机及其浴的动力学，揭示相互作用能不可忽略，并发现通过时间重叠调制可从浴相互作用中获取能量。
2024-02-08 quant-ph
Quantum criticality of the sub-Ohmic spin-boson model within displaced Fock states
在不对连续介质进行离散的情况下，利用位移Fock态（DFS）对自旋玻色子模型进行了解析研究。在正交位移Fock基中，基态波函数可以以可控的方式得到系统的改进。有趣的是，零阶DFS完全再现了著名的Silbey-Harris结果。在二阶DFS框架下，精确计算了体系的磁化强度和纠缠熵。与精确可解的广义Silbey-Harris方法相比，在整个亚欧姆浴区$0<s<1$，磁临界指数$β$收敛于$0.5$.这强烈表明，系统与亚欧姆浴总是高于其上临界尺寸，与以前的研究结果形成鲜明对比。这是$% 1/2<s<1$违反量子经典映射的第一个证据。
2014-10-04 quant-ph
Finite-Bath Open Quantum Systems: Exact Dynamics
Indian Institute of Technology Jodhpur（印度理工学院焦特普尔分校）
提出基于最小耗散原理从动力学映射推导精确主方程的方法，研究中心自旋模型在Heisenberg和随机纯退相位相互作用下的精确动力学，并展示其作为量子电池的热力学性能。
2026-06-29 cond-mat.stat-mech quant-ph
Abrupt transitions between Markovian and non-Markovian dynamics in open quantum systems
对于开放量子系统，通常需要浴态的快速恢复来诱导马尔可夫动力学，这通常只能在诸如弱系统-浴耦合和无限大浴的限制下实现。在这项工作中，我们研究了耦合到单量子位浴的量子位系统的马尔可夫性，量子位浴通过量子冷却不断更新。一个令人惊讶的结果是，存在一个有限的阈值的冷却速率，在该系统从非马尔可夫动力学的马尔可夫动力学，这是在鲜明的对比，通常的理解，马尔可夫动力学是一个渐近行为下的Born-Markov近似。我们还研究了熔池的时间相关性，发现熔池时间相关性的衰减速率与系统的演化速度是同一数量级的。这表明量子马尔可夫动力学可以存在于通常的短浴相关极限之外。
2017-12-29 quant-ph
Dynamics of two central spins immersed in spin baths
在这篇文章中，我们推导了两个量子比特（自旋1/2）系统与热态量子比特组成的单独费米子浴中心相互作用的精确动力学。此外，浴的每个旋转件与同一浴的每个其它旋转件联接。构造了相应的动力学映射。它被用来分析两个量子比特中心自旋动力学的非马尔可夫性质。我们进一步观察了环境相互作用影响下量子关联的演化，如纠缠和不和谐。此外，我们展示了这两个量子比特动力学和本地作用的费米中心自旋模型之间的比较。这项工作是实现非马尔可夫热机和其他量子热器件的垫脚石。
2022-09-30 cond-mat.stat-mech quant-ph
Time evolution and decoherence of a spin-1/2 particle coupled to a spin bath in thermal equilibrium
研究了自旋为1/2的粒子在局部外加磁场的影响下，与各向异性自旋环境在热平衡温度$T$下相互作用的时间演化.对于有限个自旋，本文给出了中心自旋约化密度矩阵的精确解析形式。无限数量的环境自旋的情况下，使用正常的高斯随机变量的重新标度浴运营商的收敛性进行了研究。在此限制下，我们推导出分析形式的反铁磁相互作用的布洛赫矢量的组件内浴，我们调查的短期和长期的行为减少动力学。讨论了外加磁场、各向异性和熔池温度对中心自旋退相干的影响。
2007-10-10 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
Optomechanical Toy Model for Gravitationally Induced Decoherence: Exact Solution
我提出了一个玩具模型的引力诱导退相干的精确解。玩具模型具有类似于光学机械系统的哈密顿量。它是一个振荡器系统，通过其能量耦合到振荡器热浴。我发现了零温度下真空涨落的退相干效应。此外，对于一个有限的浴我表明，退相干是在一般存在的系统不返回到其初始的相干性，除非浴的基频有合理的比例。
2017-03-29 cond-mat.other physics.optics quant-ph
Strongly coupled quantum Otto cycle with single qubit bath
我们讨论了一个封闭的两个量子比特的量子演化模型，其中联合哈密顿量是这样选择的，其中一个量子比特作为浴和热化的另一个量子比特作为系统。导出了系统的精确主方程。有趣的是，对于特定的参数选择，主方程采用具有常系数的Gorini-Kossakowski-Lindblad-Sudarshan（GKLS）形式，表示单个量子比特系统的泵浦和阻尼。在此基础上，我们构造了一个连接到单个量子位浴的奥托循环，并研究了它的热力学性质。我们的分析超越了传统的弱耦合的情况下，并说明了有限浴，包括非马尔可夫性的影响。我们发现封闭形式的表达式的效率（性能系数），功率（冷却功率）的热机制度（制冷机制度）的联合哈密顿量的不同修改。
2022-06-29 quant-ph
