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
Eigenoperator Entanglement Statistics in Local Lindbladians
School of Physics, Peking University(北京大学物理学院);Center for High Energy Physics, Peking University(北京大学高能物理中心)
本研究通过Kullback-Leibler散度分析局域Lindbladians的本征算子纠缠统计,发现局域性导致偏离随机矩阵预测,并引入迭代σ-裁剪方案揭示普适的对数正态纠缠分布,该分布适用于不同对称类的耗散Ising链。
2026-09-25 cond-mat.stat-mech quant-ph
Lindbladian Evolution with Selfadjoint Lindblad Operators as Averaged Random Unitary Evolution
它示出了如何任何Lindbladian演化与自伴Lindblad运营商,无论是马尔可夫或nonMarkovian,可以被理解为平均随机酉演化。数学和物理后果进行了分析。首先提出了一种求解这类主方程的简便快速的方法,并以多光子共振Jaynes-Cummings模型在行波近似下的相位阻尼主方程为例进行了详细的说明。一些内在的退相干模型在文献中的推广。在同样的理论指导下,我们提出了推广Jaynes-Cummings模型的建议,其预言与腔QED和离子阱中的实验结果是一致的。还包括随机动态崩溃模型的比较。
2002-08-28 quant-ph
Range-controlled entanglement in Lindbladian skin states of monitored fermions
Università di Napoli “Federico II”(那不勒斯费德里科二世大学);Dipartimento di Fisica dell’Università di Pisa and INFN(比萨大学物理系及意大利国家核物理研究所)
通过可调跳跃范围的耗散费米子链,在Gaussian轨迹近似下发现短程跳跃导致完全皮肤积累和面积律纠缠,长程跳跃产生有限体尾和代数子体积律纠缠。
2026-06-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Lindblad equation for the decay of entanglement due to atmospheric scintillation
分析了光子在湍流中传播的空间自由度的量子态。湍流介质是由一个单一的相位屏幕模拟弱闪烁条件和多相屏幕一般闪烁条件。在前一种情况下,该过程是由一个算子乘积展开,导致一个积分表达式,这是符合目前的模式。在后一种情况下,密度算子的演化由关于传播距离的一阶微分方程描述。它表明,该微分方程具有Lindblad主方程的形式。此外,它表明,该微分方程可以采取的形式的无穷小传播方程。
2014-04-08 physics.optics quant-ph
Decoherence, Correlation, and Entanglement in a Pair of Coupled Quantum Dissipative Oscillators
一对耦合的量子耗散振荡器,作为一个模型的纳米系统,在这里描述的林德布拉德方程。它的动态演化表现出退相干(量子行为的空间范围),相关性(空间尺度,系统本地化到其物理尺寸),和纠缠(一个特殊的量子功能,使其首次出现在这样的二分系统)作为一个功能的耦合常数的林德布拉德方程的功能。从这个计算中出现的一个有趣的特征是,纠缠可能会在时间上表现出复兴。一个初始纠缠态不需要一直保持纠缠态,它可以表现出非纠缠的区域。在某些实验条件下,将Lindblad理论的参数解释为环境特征,该模型计算为我们提供了可能控制退相干、相关和纠缠的线索。我们表明可能的解释Lindblad参数作为控制参数在更一般的情况下,最近的一些实验。
2000-09-01 cond-mat quant-ph
Efficient Quantum Algorithms for Simulating Lindblad Evolution
我们考虑自然推广的薛定谔方程马尔可夫开放系统动力学:所谓的林德布拉德方程。我们给出了一个模拟$n$ -量子比特系统在精确$t$内演化的量子算法。如果Lindbladian由$\mathrm{poly}(n)$算子组成,每个算子都可以表示为Pauli算子的$\mathrm{poly}(n)$张量积的线性组合,那么我们算法的门成本是$O(t\, \mathrm{polylog}(t/ε)\mathrm{poly}(n))$。我们也得到了类似的情况下,Lindbladian由本地运营商,和Lindbladian由稀疏运营商的界限。这是值得注意的证据表明,上述效率是不可能实现的第一次表达林德布拉德演化薛定谔演化在一个更大的系统和跟踪的辅助系统:这样的\textit{reduction}的成本招致的效率开销$O(t^2/ε)$,甚至在汉密尔顿演化模拟开始。相反,我们的算法的方法是使用一个新的变化的“酉线性组合”的建设,涉及到渠道。
2019-01-04 quant-ph
Entanglement dynamic of arbitrary number qubit in the open quantum systems
本文利用Lindblad主方程研究开放量子系统中任意数量量子比特的纠缠动力学,分析初始条件、系统尺寸和热噪声对纠缠的影响,为量子信息处理提供理论依据。
2025-04-13 quant-ph
Lindblad Evolution and Stochasticity: the Case of a Two-Level System
我们考虑一个简单的假设,让量子系统具有固有的随机性。使用众所周知的随机方法,我们因此得到一个随机演化算子,让我们定义一个随机密度算子的期望值在一定条件下满足林德布拉德方程。作为前一假设的自然结果,在同一概念方案下得到了退相干和自发发射过程。对优选基问题提出了一种尝试性的解决方案。所有这一切都说明了一个两能级量子系统演化的全面研究。
2001-06-26 quant-ph
Lindblad equation approach for the full counting statistics of work and heat in driven quantum systems
本文基于林德布拉德方程给出了计算与马尔可夫热浴弱耦合的量子系统的功和热的全计数统计的一般方法。该方法可以应用于广泛的一类耗散量子系统驱动的任意力协议。我们证明了一般波动关系的有效性,并考虑几个通用的例子。讨论了在开放量子系统中利用量热测量检验相干性和纠缠性的可能性。
2014-06-25 quant-ph
Restricted Monte Carlo wave function method and Lindblad equation for identifying entangling open-quantum-system dynamics
Institute for Photonic Quantum Systems (PhoQS), Paderborn University(光子量子系统研究所(PhoQS),帕德博恩大学);Niels Bohr Institute, University of Copenhagen(尼尔斯·玻尔研究所,哥本哈根大学)
本文提出了一种受限的蒙特卡洛波函数方法,用于识别开放量子系统中的动态纠缠,并扩展了利nder方程以描述多粒子系统的非纠缠动力学。
2026-01-19 quant-ph
Non-diagonal Lindblad master equations in quantum reservoir engineering
本文针对由非对角Lindblad主方程描述的线性高斯系统提出了一阶和二阶矩动力学方程,可高效求解稳态解析解,发现Duan纠缠判据同样适用于费米子系统,并应用于光机械系统双模纠缠研究。
2023-11-27 quant-ph
Effects of quantum noises and noisy quantum operations on entanglement and special dense coding
我们展示了在非对易Lindblad算符产生的量子噪声中,最大纠缠Bell态可能会遭遇纠缠猝死(ESD)。类似地,当贝尔态在量子噪声存在的情况下处于由哈密尔顿算子生成的量子操作的作用下时,ESD可能发生,只要哈密尔顿算子不与对应的林德布拉德算子对易。实际上,这意味着在量子通信协议(如特殊密集编码($\cal S$))的编码过程中,噪声量子操作可能会导致ESD。接下来,我们将展示如何在量子噪声的存在下,导致ESD,贝尔状态可能会失去它的容量为$\cal S$之前ESD发生。最后,我们表明,贝尔状态可能确实无法产生比经典的可能更好的信息传输时,编码操作的$\cal S$是嘈杂的,即使在这个过程中纠缠没有被完全破坏。
2009-08-18 quant-ph
Derivation of the Lindblad Generator Structure by use of the Itô Stochastic Calculus
我们利用Itô随机演算,通过从完全正映射的整体形式特化,给出了完全正密度矩阵演化生成元的Lindblad形式的一个简单推导.作为一个副产品,我们得到了一个完全正的随机密度矩阵发展的广义生成元。
1999-09-24 quant-ph
Entanglement and localization in long-range quadratic Lindbladians
本文提出耦合局域浴的一维无相互作用无自旋费米子随机 Lindbladian 模型,揭示幂律指数 $p$ 调控的稳态纠缠局域化相变及其表征。
2023-08-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech quant-ph
Bipartite entanglement induced by classically-constrained quantum dissipative dynamics
一些复杂的多体系统的性质可以通过在每个单个组件的耗散动力学中引入一组取决于相邻系统的状态的动力学约束来建模。在这里,我们刻画了两个量子系统的这种动力学,其独立的耗散演化由林德布拉德方程定义。通过一组投影仪,限制每个耗散Lindblad通道的其他系统的状态的行动的限制。找到了保证动力学约束经典解释的条件,研究了两个光学量子比特系统纠缠的产生和演化。经典约束耗散导致一个定态,其纠缠度取决于初始状态。然而,独立于初始条件,当两个系统都受到不受约束的局部哈密顿场的作用时,会产生最大纠缠态。详细分析了其物理机制。
2013-08-31 quant-ph
Time evolution of Renyi entropy under the Lindblad equation
近年来,Renyi熵作为量子临界态和纠缠的表征被反复讨论。在这里,Renyi熵的时间演化进行了研究。给出了熵率下界的一个简洁的一般公式。
2016-08-04 cond-mat.stat-mech quant-ph
The lower bound to the concurrence for four-qubit W state under noisy channels
通过解析求解Lindblad形式的主方程,研究了四量子比特W态在各种噪声环境下的动力学行为,其中Lindblad算符对应于Pauli矩阵,描述了态的退相干.此外,我们还利用纠缠度的下界研究了纠缠的动力学性质。结果表明,当Pauli-Z噪声作用下纠缠度单调衰减时,其它三种噪声作用下纠缠度突然衰减。此外,通过研究不同的最大纠缠四比特态的纠缠度随时间的演化,我们发现四比特W态在同轴泡利信道下具有更强的鲁棒性。此外,除了Pauli-Z噪声外,三量子比特W态相对于四量子比特W态保留了更多的纠缠。
2015-01-06 quant-ph
A Breakdown Case Study of the Lindblad Approach via Entanglement and Purity
Università di Salerno, and INFN — Gruppo Collegato di Salerno(萨莱诺大学,意大利国家核物理研究所萨莱诺协作组);University of Camerino(卡梅里诺大学);Institut Ruđer Bošković(鲁德·博什科维奇研究所)
研究林德布拉德主方程在再现微观多体模型简化演化中的局限性,发现其无法描述短时高斯退相干和中间时标慢速高斯衰减,仅能产生指数衰减。
2026-06-08 cond-mat.quant-gas hep-th quant-ph
Modeling the effects of perturbations and steepest entropy ascent on the time evolution of entanglement
本文使用SEAQT和Lindblad方程研究受扰Bell对角态的纠缠演化,提出两种双体系统扰动方法,发现受约束扰动演化能准确预测非定域性损失,并定量揭示了热力学态与非定域性损失的深刻联系。
2024-08-25 quant-ph
Query-optimal quantum simulation of Lindblad evolution
Department of Computer Science and Engineering, Pennsylvania State University(宾夕法尼亚州立大学计算机科学与工程系)
本文提出一种在块编码模型中具有最优加性查询复杂度的Lindblad演化模拟算法,利用换能器框架和重用电路线性组合,解决了乘性依赖是否必要的问题。
2026-09-28 quant-ph
Optimality of Lindblad unfolding in measurement phase transitions
本文研究混合量子电路测量相变,通过数值比较具有相同测量平均动力学的广义测量,提出以 Bell 态纠缠破坏作为最低纠缠动力学判据,并证明模型的任何 Lindblad 展开都无法避免体积律相。
2023-04-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech quant-ph
Environment Induced Bipartite Entanglement
最近,Kossakowski-Lindblad主方程结构的一个充分条件已经给出,使得两个量子比特的约化动力学导致它们的初始可分离纯态中至少一个纠缠。在本文中,我们研究在何种程度上这一条件也是必要的。进一步,我们找到了高维二体开放量子系统中浴介导纠缠产生的充分条件。
2008-05-30 quant-ph
Analysis of quantum semigroups with GKS--Lindblad generators II. General
描述有限维空间中开放量子系统的时间演化的半群具有一种特殊形式的生成元,称为林德布拉德生成元。分析了这些生成元及其对应的时间演化过程,将其描述为衰变、耗散和失相。关于这些过程的希尔伯特空间的系统配备了一个特殊的结构,分解成一个相互正交的子空间的总和。详细地给出了所有定态的完备集和演化的渐近行为。研究了关于不变算子和对称性的一些特殊事实,并举例说明。微扰理论的结构和定态进行了讨论,并在案例研究中进行。
2008-06-19 quant-ph
Dressed-state master equation for two strongly coupled two-level atoms with long-lived entanglement
Instituto de Física, Benemérita Universidad Autónoma de Puebla(普埃布拉自治大学物理研究所)
研究两个强耦合双能级原子的 dressed-state 主方程,揭示其在不同时间尺度下的弛豫行为和纠缠态演化。
2026-08-07 quant-ph
Entanglement of a two-particle Gaussian state interacting with a heat bath
研究了热库对二分高斯态的影响。在非旋波近似下,我们导出了系统的预Lindblad主方程。然后,我们求解了具有纠缠初态的二体谐振子哈密顿量的主方程。我们表明,对于强阻尼的纠缠损失是相同的自由发展的粒子。然而,如果阻尼是小的,纠缠显示振荡,并最终趋于一个恒定的非零值。
2010-08-18 quant-ph
Bifurcation and chaos in nonlinear Lindblad equations
林德布拉德方程描述了密度矩阵的耗散时间演化,该密度矩阵表征了与其环境接触的开放量子系统。广泛使用的密度矩阵系综解释要求其时间演化是线性的。然而,当密度矩阵是从相互作用的量子系统的平均场论或从一个自上而下的控制通过改变经典环境,系综解释是不合适的,非线性动力学自然出现。因此,我们研究的非线性林德布拉德方程的动力学行为使用的两个能级系统的例子。通过使用经典的动力系统开发的技术,我们表明,各种类型的分叉,甚至混沌动力学可能发生。我们还讨论了我们的结果可能是相关的实验情况。
2020-09-03 quant-ph
Lindblad rate equations
在本文中,我们推导出一个额外的类的非马尔可夫主方程的系统状态被写为辅助矩阵的演变涉及Lindblad贡献与本地耦合之间的总和,类似于一个经典的速率方程的结构。系统动力学可能会产生强烈的非局部效应,如定态性质与系统初始化的依赖性。这些方程是从替代微观相互作用,如复杂的环境中描述的广义玻恩-马尔可夫近似和三方系统-环境相互作用,其中额外的未观察到的自由度介导系统和马尔可夫水库之间的纠缠。找到了保证解映射为完全正的条件,给出了平均恢复系统动力学的量子随机过程。我们通过分析单个量子比特上的非平凡结构退相和去极化库的动力学行为来验证我们的结果。
2006-11-21 quant-ph
Entanglement dynamics with string measurement operators
本文提出将高斯保持算符应用于费米子高斯态的方法,研究伊辛链在弦测量算符下的纠缠熵演化,发现有限范围弦服从面积律,系统尺寸标度弦服从体积律,且测量可起主导作用。
2023-11-15 cond-mat.stat-mech quant-ph
Surprising Interactions of Markovian noise and Coherent Driving
我们导出了量子动力学半群-马尔可夫超算子演化生成元的显式对易关系,从而将Baker-Campbell-Hausdorff型关系推广到一般的Lindblad型演化.这提供了一个新的工具,探索时间相关的相干和马尔可夫演化的相互作用-一个令人惊讶的丰富的行为集,其中包括变形的相干驱动马尔可夫条款,新的Lindblad条款的产生时间相关的噪声,甚至是一个相干的驱动项所产生的时间分离的马尔可夫噪声的相互作用。最后,我们考虑Lindblad超算子作为向量在一个更高的空间,使我们能够提取一个给定的信道的无限可分子空间,并恢复其Lindblad形式。
2014-08-13 quant-ph
Near-optimal quantum simulation of lattice Lindbladian dynamics
Max Planck Institute of Quantum Optics(马克斯·普朗克量子光学研究所);California Institute of Technology(加州理工学院);University of Basel(巴塞尔大学)
本文提出一种深度为 $O(t \\ \polylog(Nt/\varepsilon))$ 的几何局域量子电路算法,用于近最优模拟晶格 Lindbladian 动力学,性能与 HHKL 哈密顿量模拟算法相当。
2026-09-30 quant-ph
Lindblad and non--Lindblad type dynamics of a quantum Brownian particle
研究了一个典型的开放量子系统,即谐振势中的量子布朗粒子的动力学,重点研究了它的非马尔可夫区。分析方法和随机波函数方法都被用来描述系统的精确时间演化。两个非常不同的动态制度,Lindblad和非Lindblad制度之间的边界,确定和相关的物理变量管理从一个政权到其他的通道被挑出来。从系统的平均能量、压缩、Mandel参数和Wigner函数等方面详细研究了非马尔可夫短时动力学。
2004-10-01 quant-ph
Near-Optimal Learning of Local Lindbladians
Centre for Quantum Technologies, National University of Singapore(新加坡国立大学量子技术中心);School of Computing, National University of Singapore(新加坡国立大学计算机学院)
提出一种基于有限时间通道探针的算法,通过经典阴影估计泡利转移矩阵并反演林德布拉德系数,在局部性和耗散度有界时,达到近最优的查询复杂度和总演化时间。
2026-11-04 quant-ph
Lindblad dynamics of the damped and forced quantum harmonic oscillator
利用Lindblad主方程研究了受迫阻尼谐振子的量子动力学。采用初等代数技术,允许例如分析长时间行为,即量子极限环。得到了各种期望值的时间演化的封闭形式,以及熵和Husimi相空间分布。我们还讨论了相关的描述的非厄米哈密顿量。
2019-09-05 quant-ph
Lindblad evolutions, Born rule, Heralding and cloning
我们讨论了一个明显的困难,在计算由一个系统进行Lindblad演化发出的辐射。这个困难是通过将这个问题看作由伴随Lindbladian中的适当项定义的守恒电流的玻恩规则来解决的。在Heralding中,Alice准备Bob的系统,使其处于反映她的测试的状态。我们表明,预示是一致的无克隆。这是因为我们观察到,预告并不是一个完全积极的地图。
2022-03-28 math-ph math.MP quant-ph
Entanglement robustness in Heisenberg spin chains coupled to dissipative environment at finite temperature
本文考虑了在耗散Lindblad环境影响下的有限一维Heisenberg XYZ自旋链,该环境在外加磁场的作用下服从Born-Markovian约束。我们在零温度和有限温度下应用封闭和开放的边界条件。我们提出了一个精确的数值解的Lindblad主方程的系统中的刘维尔空间。我们发现,在自由自旋链中(在没有任何环境的情况下),在所有范围内的纠缠随时间以非均匀振荡的形式演化,该振荡形式根据初始状态、系统尺寸和空间各向异性而显著变化。一旦系统耦合到环境,振荡行为被抑制。此外,在零温环境的影响下,系统中纠缠的渐近行为,最近邻和超越,对x-y空间各向异性非常敏感,这使得它们达到零或有限的可持续稳定状态值,而不管系统的初始状态。在$z-$方向上的各向异性可以增强纠缠,这取决于与在相同方向上施加的磁场的相互作用。随着温度的升高,短程纠缠的稳定状态被发现在非常小的非零温度范围内是稳健的,这严重依赖于系统的空间各向异性。在每个范围内的纠缠依赖于不同的空间各向异性。此外,通过开放边界链的端到端纠缠转移时间和速度基于各向异性程度和环境温度而显著变化。
2016-04-10 quant-ph
Arnoldi-Lindblad time evolution: Faster-than-the-clock algorithm for the spectrum of time-independent and Floquet open quantum systems
开放量子系统的表征是量子技术发展中的一个核心和经常性问题。对于与时间无关的系统,一个(通常是唯一的)稳态描述了所有瞬态过程消失后的平均物理学,但有趣的量子特性可以在中间时间尺度出现。给定Lindblad主方程,这些性质被编码在Liouvillian的光谱中,然而,即使对于小尺寸的量子系统,对角化也是一个挑战。在这里,我们提出了一种新的方法来有效地提供Liouvillian谱分解。我们称这种方法为Arnoldi-Lindblad时间演化,因为它利用了Liouvillian超算子的代数性质来有效地构造Arnoldi迭代问题的基础。我们的方法的优点是双重的:(i)它提供了一种比时钟更快的方法来有效地获得稳态,这意味着它通过比系统达到平稳所需的时间更短的时间演化来产生稳态。(ii)它以最小的开销检索了Liouvillian的低光谱特性,从而可以确定哪些量子特性出现以及它们在系统中可以观察多久。这种方法是通用的和模型无关的,并适合于大型系统的研究,其中的Liouvillian频谱的确定可以是数字上的要求,但时间演化的密度矩阵仍然是可行的。我们的结果可以推广到具有含时Liouvillian的时间演化。特别是,我们的方法适用于Floquet(即,周期性驱动)系统,它不仅允许构建慢衰减过程的Floquet地图,而且还可以检索频闪稳态和Floquet地图的本征谱。我们将我们的方法应用于几个例子。
2022-02-08 quant-ph
Bounds on the breaking time for entanglement-breaking channels
纠缠破缺通道是将纠缠态转变为可分离态的量子信道。尽管在文献中详细讨论了它们的操作结构,但对这类地图的动力学特性的研究还很有限。我们考虑的基本问题之一:Lindblad型动力学,当一个给定的通道打破纠缠?我们讨论了有限维的情况下,利用量子纠缠通过纠缠证人。对于一般的系统,我们利用量子速度极限的方法,推导出了由输入态、动力学映射和见证算符所决定的纠缠破缺时间的下界。然后,通过对输入态和纠缠见证的特定选择,使破缺时间的界只反映系统的动力学特性。
2023-02-24 quant-ph
Markovian evolution of strongly coupled harmonic oscillators
我们研究如何建立耦合谐振子的马尔可夫演化模型,每个谐振子都与局部环境相互作用。当振子之间的耦合较弱时,耗散可以使用主方程中每个振子的局部Lindblad项来建模,就像通常所做的那样。当振荡器之间的耦合很强时,该模型可能变得无效。我们推导出一个主方程的两个耦合谐振子,这是受到个人热浴建模的谐振子的集合,并表明,这个主方程一般包含非本地Lindblad条款。我们比较由此产生的时间演化与通过本地Lindblad项为每个单独的振荡器耗散得到的,并表明,在这两种情况下的演变是不同的。特别是,这两种描述给出了不同的预测的稳定状态和强耦合振子之间的纠缠。这表明,当描述强耦合谐振子时,必须非常小心如何耗散建模,并且使用局部Lindblad项的描述可能失败。当试图产生强耦合量子系统的纠缠态时,这可能特别相关。
2014-12-16 quant-ph
A Fractional Calculus Framework for Open Quantum Dynamics: From Liouville to Lindblad to Memory Kernels
Physical and Computational Sciences Directorate, Pacific Northwest National Laboratory(太平洋西北国家实验室物理与计算科学部);Theoretical Division, Los Alamos National Laboratory(洛斯阿拉莫斯国家实验室理论部)
本文提出了一种分数微积分框架,用于描述具有长记忆效应的开放量子系统动力学,将分数主方程嵌入到更广泛的开放系统形式化体系中,为非马尔可夫性提供了新的理论工具。
2025-12-17 quant-ph
Lindblad Formalism based on Fermion-to-Qubit mapping for Non-equilibrium Open-Quantum Systems
提出了一种主方程的替代形式,可用于分析费米子开放量子系统的非平衡动力学。形式主义考虑了一个一般的情况下,由一个多体量子系统与几个水库,每一个特定的化学势和热平衡接触。在Jordan-Wigner变换的帮助下,我们进行了一个费米子到量子比特的映射,导出了一组Lindblad超算子,这些超算子可以直接用于广泛的物理设置。为了说明我们的方法,我们探索了电荷传感器作为探针对耦合量子分子上电子动力学的影响。探针由一个连接到源极和漏极引线的量子点组成,该量子点允许电流流动。种群的动态、纠缠度和纯度显示了探测器是如何在短时间内突然死亡和纠缠重生的。然后,演化导致系统的渐近状态是一个统计混合。这些是探测器引起退相的特征,这是一个破坏量子系统相干性的过程。
2017-10-19 cond-mat.mes-hall quant-ph
Explicit expressions for stationary states of the Lindblad equation for a finite state space
林德布拉德方程描述了量子力学系统的密度矩阵的时间演化。稳态解通过对解进行时间平均来获得,这通常取决于初始状态。我们提供了一个解析表达式的稳态的林德布拉德方程使用量子跳跃解开,一个版本的遍历定理,和相应的离散时间马尔可夫链的平稳概率。当量子轨道上出现的态的数目有限时,我们的结果是有效的。马尔可夫跳过程的经典情况下恢复作为一个特殊的情况下,两者之间的差异进行了讨论。
2022-08-09 quant-ph
Landau-Zener tunneling for dephasing Lindblad evolutions
我们推导出一个类似的朗道-齐纳绝热隧道公式的开放,两个级别的系统耦合到一个无记忆,退相浴。推导依赖于作为绝热不变量的谱子空间的几何视图。
2010-03-29 math-ph math.MP quant-ph
Einselection from incompatible decoherence channels
量子系统与未受监控的环境的纠缠的退相干是迄今为止对量子世界出现经典图像的最令人信服的解释。虽然这是一个单一的Lindblad运营商很好地理解,在一个复杂系统环境相互作用的einselection过程中的作用仍有待澄清。在本文中,我们分析了一个开放的量子动力学启发的CQED实验与两个非对易Lindblad运营商建模退相干的数量基础和耗散退相干的相干态基础。我们使用量子轨道和相空间技术来研究和解决这个问题。数值研究了在给定能量下寻找使某些纠缠见证的变化最小的态的选择优化问题。我们发现,Fock状态仍然是最强大的状态,退相干到一个临界耦合。
2020-04-09 quant-ph
Dissipative dynamics of quantum correlations in the strong-coupling regime
利用Lindblad型量子光学主方程[F. Beaudoin,J.M. Gambetta,A. Blais,Phys.Rev.A { \bf 84},043832(2011)],其可以描述强原子-场耦合机制中的腔场损耗。与以前在耗散区用标准Lindblad量子光学主方程研究强耦合区的相同模型相反,我们发现原子-场稳态与腔衰减率无关,并且具有一个非常简单的结构,仅由初始原子态与次辐射态的重叠决定,这对所有耦合区都有效.非RWA动力学对稳态量子不和谐和纠缠有着显著的影响,这是在RWA条件下无法实现的,例如,即使对于与次辐射态没有重叠的初态,非RWA动力学也能诱导出稳态纠缠.此外,与RWA情形相反,非RWA动力学可以逆转稳态纠缠和量子不协调的初始状态依赖性。
2013-03-03 quant-ph
Entanglement transitions in a boundary-driven open quantum many-body system
Università di Padova(帕多瓦大学);Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), Sezione di Padova(意大利国家核物理研究所帕多瓦分部);Padua Quantum Technologies Research Center, Università degli Studi di Padova(帕多瓦大学帕多瓦量子技术中心);Ulm University(乌尔姆大学)
该研究通过边界驱动的XXZ自旋链,展示了在开放量子多体系统中通过TTO近似态框架探测纠缠相变的能力,揭示了纠缠尺度与自旋电流之间的联系。
2025-11-06 quant-ph
The entanglement dynamics of the bipartite quantum system: toward entanglement sudden death
研究了耗散环境下两量子比特间的二体量子系统的纠缠动力学。我们从Lindblad形式的标准Markovian主方程和在扩展的Werner-like状态中准备的初始状态:$ρ^Φ_{AB}(0)$开始。我们研究了纠缠突然死亡(ESD)的条件,并利用Wootters的并发度计算了相应的ESD时间。我们观察到ESD是由环境平均占据数$N$、初始纠缠量$α$和纯度$r$等参数决定的。当N=0时,得到了ESD条件和ESD时间的解析表达式。对于$N>0$,我们给出了ESD总是发生的理论分析,并模拟了并发性作为$γ_0t$和参数$N, α$,$r$之一的函数。
2009-10-27 quant-ph
Entanglement dynamics of two nitrogen vacancy centers coupled by a nanomechanical resonator
本文研究了由一个两端带有磁性尖端的双模纳米机械谐振器连接的两个相距较远的NV中心(金刚石中的氮空位)之间纠缠的时间演化。计算了作为纠缠度量的负性,发现两个自旋之间的纠缠随时间振荡,并且可以通过改变系统的参数来操纵。我们观察到了时间纠缠的突然死亡和周期性复苏的现象。为了研究量子退相干,我们实现了Lindblad主方程.尽管该模型很复杂,但在相当合理的假设下,该模型是可以解析求解的,并且表明退相干影响纠缠、突然消亡和时间上的复兴。
2017-01-18 quant-ph
Describing Trotterized Time Evolutions on Noisy Quantum Computers via Static Effective Lindbladians
研究噪声量子计算机上Trotter化时间演化受退相干影响的改变程度,提出将噪声影响重新解释为原始系统动力学的偏移,并引入静态Lindblad噪声项构建噪声算法模型,通过数值分析验证了该方法。
2025-08-29 quant-ph
$\mathcal{PT}$-symmetry from Lindblad dynamics in an optomechanical system
光机械状态传输协议提供了有效的、有损耗的、量子分束器样的动态,其中电磁和机械模式之间的耦合强度由光学稳态振幅控制。通过限制到一个没有损耗的子空间,我们认为从强耦合区的模式杂化到弱耦合区的阻尼动力学的转变是潜在的非厄米量子二聚体的被动宇称-时间($\mathcal{PT}$)对称性破缺跃迁的一个特征.我们比较量子开放系统(Langevin或Lindblad)的方法产生的动力学的$\mathcal{PT}$对称哈密顿量,以表征的情况下,两者是相同的。此外,我们还数值研究了零温下可分离和关联数态的演化以及室温下热初态的演化。我们的结果为在量子水平上实现光机系统中的非厄米哈密顿提供了一条途径。
2019-10-29 quant-ph
Lindblad dynamics of open multi-mode bosonic systems: Algebra of bilinear superoperators, exceptional points and speed of evolution
本文提出基于李代数的代数方法,将多模玻色子开放系统的 Liouvillian 对角化,揭示例外点与有效非厄米哈密顿量的关联,并应用于两模光子偏振系统以分析演化速度。
2025-06-19 quant-ph
A simple derivation of the Lindblad equation
我们提出了一个推导的林德布拉德方程-一个重要的工具,用于治疗非酉演化-这是访问物理或数学的本科生与量子力学的基本背景。我们考虑一个特定的情况下,对应于一个非常简单的情况下,一个主要的系统相互作用的谐振子浴在零温度下,与相互作用的哈密顿量,类似于Jaynes-Cummings格式。我们从玻恩-马尔可夫方程开始,追踪浴自由度,我们得到一个方程的林德布拉德形式。具体的情况是非常有启发性的,因为它使我们很容易认识到,Lindblads代表的影响,对主系统所造成的相互作用与浴,而马尔可夫近似是一个基本条件的Lindbladian运营商的出现。对于更一般的情况,林德布拉德方程的形式推导需要使用量子动力学半群,以及比我们在这里所讨论的特殊情况下更广泛的环境和温度考虑。
2012-10-17 quant-ph
Steady-state entanglement scaling in open quantum systems: A comparison between several master equations
本文比较非局域 Lindblad、Redfield 与 ULE 三种主方程,研究受驱耗散临界链稳态 FLN 的标度,发现弱耦合下均为对数增长,而 Redfield 与 ULE 在更强耦合时转为超对数标度。
2024-09-10 cond-mat.stat-mech quant-ph
Limits in the characteristic function description of non-Lindblad-type open quantum systems
在本文中,我调查的可用性的特征函数的描述的开放量子系统的动力学集中在非Lindblad型主方程。作为一个例子,我考虑了一个非马尔可夫广义主方程,它包含一个记忆核,这可能导致非物理的时间演化,其特征在于密度矩阵对角元素的负值[S.M. Barnett和S. Stenholm,Phys.Rev.A { \bf 64},033808(2001)]。本文的主要结果是证明存在这样的情况,即对称序特征函数是完全定义的,而相应的密度矩阵失去正性。因此,非物理情况可能不会出现在特征函数中。因此,特征函数不能被认为是非林德布拉德动力学的{ \it替代完整}描述。
2005-09-15 quant-ph