Unidirectional information flow and positive divisibility are nonequivalent notions of quantum Markovianity for noninvertible dynamics
我们构造了一个动态映射,它不是正可分的,也不存在信息回流(用迹范数量词来衡量)。它是针对一个经历不可逆动力学的qutrit系统而建立的。这证明了基于不存在信息回流和正整除性的两种量子马尔可夫性定义对于一般的不可逆动力学映射是不等价的
2022-09-08 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
Signature of non-Markovianity in time-resolved energy transfer
我们研究了量子开放系统中时间分辨能量转移过程的非马尔可夫性特征。针对精确可解阻尼Jaynes-Cummings模型和一般自旋玻色子模型等典型系统,在时间局域形式的非马尔可夫主方程框架下,建立了时间分辨能流与非马尔可夫性度量之一的对称对数导数量子费舍尔信息流(SLD-QFI)之间的定量联系.从这些关系中,我们发现在阻尼Jaynes-Cummings模型中,从水库到系统的SLD-QFI回流总是与能量回流相关,因此我们可以直接从能流的动力学中看到非马尔可夫性。在自旋玻色子模型中,该关系建立在行波近似的基础上,根据精确的数值结果进行校准,并在弱耦合状态下被证明是可靠的。我们证明了非马尔可夫性是否保证了能量回流的发生取决于浴谱函数。对于欧姆和亚欧姆情形,我们证明了即使在非马尔可夫状态下,也没有能量回流发生,能量流总是流出系统。而在超欧姆情况下,我们观察到非马尔可夫动力学可以引起能量回流。
2017-01-18 quant-ph
Bounds for the divisibility-based and distinguishability-based non-Markovianity measures
我们推导出一个上界的基于非马尔可夫测度的两能级系统,并证明了某些主方程的确切值的措施达到这个界限。此外,我们得到了一个易于计算的下界的可除性为基础的非马尔可夫度量的$n$水平的系统。我们通过例子说明这些界限的计算,考虑详细的自旋玻色子模型。我们表明,在自旋玻色子模型中的两个措施之间的差异是由漂移矢量,这也是负责的非么正性的动力学地图。
2015-01-14 quant-ph
Energy backflow and non-Markovian dynamics
我们探讨了感兴趣的系统与其环境之间的能量交换的时间行为,以及它与系统动力学的非马尔可夫性的关系。为了评估能量交换,我们依赖于全计数统计形式主义,我们使用它来评估其概率分布的一阶矩。我们特别关注从环境到系统的能量回流,我们将其与一个合适的条件和量词相关联,这使我们能够与最近引入的基于信息回流的非马尔可夫性概念建立联系。这个量词,然后详细研究的情况下,自旋玻色子模型,描述在二阶时间无卷积近似,观察到非马尔可夫允许观察能量回流。这种分析使我们能够识别能量回流较高的参数区域。
2016-01-23 quant-ph
Non-divisibility vs backflow of information in understanding revivals of quantum correlations for continuous-variable systems interacting with fluctuating environments
研究了二体连续变量量子系统与涨落环境相互作用的量子关联动力学。特别是,我们考虑两个独立的量子振荡器最初准备在一个高斯状态,例如压缩热态,并比较动力学产生的本地噪声,即振荡器耦合到两个独立的外部字段,从共同的噪声,即振荡器与一个单一的共同场相互作用。我们证明了这两种制度的动力学的非马尔可夫性(不可分性),并分析了不可分性,信息回流和量子关联的复兴之间的联系。我们的主要结果可以总结如下:(i)在两种情况下都存在量子性的恢复,然而,与共同环境的相互作用更好地保留了系统的量子特征;(ii)动力学总是不可分的,但量子关联的恢复只有在信息回流时才存在。我们的结论是,不可整除性本身并不是保持我们系统中量子相关性的资源,也就是说,它不足以观察到重相干现象。相反,它代表了获得信息回流的必要先决条件,这是获得量子性复兴的真正要素。
2015-12-11 quant-ph
Non-Markovianity vs athermality: perturbation-enhanced information backflow
本文提出三种度量非马尔可夫性的方法,研究系统哈密顿量微扰诱导的非热性如何影响信息回流,并给出上界或精确响应,证明微扰可增强非马尔可夫性。
2025-02-07 quant-ph
Distillation of quantum non-Markovianity
本研究围绕开放量子系统动力学非马尔可夫性与量子信息回流的关联,构建操作框架,探究多份信道副本下量子比特动力学非马尔可夫性的蒸馏机制及对信息回流的增强效应。
2024-07-15 quant-ph
Non-Markovianity, information backflow and system-environment correlation for open-quantum-system processes
一个系统的马尔可夫过程被经典地定义为一个过程,在这个过程中,系统的未来状态完全由它的当前状态决定,而不是由它以前的历史决定。基于信息从环境回流到系统的过程,开放量子系统的非马尔可夫效应程度的量化已经有了几种非马尔可夫度量。然而,证明系统信息回流的条件并不符合马尔可夫过程的经典定义。最近,一个新的措施与条件,符合经典的定义在相关的限制已被提出。在这里,我们专注于量子非马尔可夫过程的新定义(测度),并刻画马尔可夫条件作为一个量子过程,没有信息回流通过约化环境状态(IBTRES)和没有系统-环境相关效应(SECE)。IBTRES的作用通过将实验者在较早时间进行的量子操作的信息通过环境流回系统来产生非马尔可夫效应,而SECE可以在不携带任何较早量子操作信息的情况下产生非马尔可夫效应。我们给出了无IBTRES和无SECE的充分必要条件,并证明了一个过程是马尔可夫的当且仅当它没有IBTRES和没有SECE。明确提出了计算非马尔可夫性、IBTRES和soly-SECE的定量度量和算法。
2019-06-19 cond-mat.stat-mech 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
On the relation between quantum Darwinism and approximate quantum Markovianity
该研究利用量子条件互信息性质探究开放量子系统中量子达尔文主义与近似量子马尔可夫性的关系,证明近似马尔可夫过程仍满足量子达尔文主义的标度性,且量子达尔文主义的存在会限制信息回流、要求非马尔可夫性很小。
2023-11-07 quant-ph
Geometric quantum discord and non-Markovianity of structured reservoirs
库记忆效应可以导致信息回流和先前丢失的量子关联的重现。我们建立了信息流的方向和几何量子不和谐(GQD)的变化之间的联系,分别测量的轨迹距离,Hellinger距离,和Bures距离的两个量子比特服从玻色子结构水库,并揭示了它们的依赖于一个因子,其导数表示的(非)Markovianity的动力学。通过考虑具有类洛伦兹谱和类欧姆谱的储层,我们进一步证明了由从储层到系统的信息回流引起的非马尔可夫性增强了大多数参数区域中的GQD。这突出了非Markovianity作为保护GQD的资源的潜力。
2015-12-24 quant-ph
Non-Markovianity criteria for mixtures of noninvertible Pauli dynamical maps
我们分析了最一般的相位阻尼量子比特映射的非马尔可夫度与它们的合法混合之间的联系。利用象非增动力映射的结果,我们给出了泡利映射满足特定整除准则的充要条件。接下来,我们研究了(一般不可逆的)泡利动力映射的非马尔可夫性质如何影响其凸组合的性质。我们的研究结果说明了具有指导意义的例子。对于P-可分映射,我们提出了一个合法的时间局部生成器,其所有的退相干率是暂时无限的。
2021-09-28 math-ph math.MP quant-ph
Experimental observation of weak non-Markovianity
近年来,非马尔可夫性在表征和量子信息处理方面取得了巨大的进展,引起了人们的极大兴趣。然而,到目前为止,只有非马尔可夫制度的环境,系统回流的信息(强非马尔可夫性)已被实验模拟。在这项工作中,使用全光学装置,我们模拟和观察所谓的弱非马尔可夫动力学。通过全过程层析成像,我们实验证明,量子比特的动力学可以是非马尔可夫的,尽管系统与其环境之间的相关性总是增加,在我们的情况下,这表示没有信息回流。我们还显示了从弱到强政权的过渡,通过改变一个参数的环境状态,使我们更好地了解非马尔可夫的基本特征。
2015-12-03 quant-ph
On the distinction between distinguishability of states and witness of non-Markovianity of dynamical maps
Poornaprajna Institute of Scientific Research(普尔纳普拉吉纳科学研究学院)
本文通过反例指出,基于广义迹距离的非马尔可夫性见证与状态对的可区分性信息流之间并非紧密且忠实的关联,并分析了在量子比特动力学中标准迹距离与广义迹距离的适用性。
2026-05-25 quant-ph
Non-Markovianity of Gaussian Channels
基于对可除性的破坏,给出了高斯量子动力学映射非马尔可夫性的一个充分必要判据。该标准是通过定义一个通用的向量表示的协方差矩阵,然后利用确定的条件下,与任意时间间隔的部分地图的完全阳性。这种构造不依赖于Choi-Jamiolkowski表示,并且不需要对状态进行优化。
2015-08-19 cond-mat.other math-ph math.MP
Ancillary Gaussian modes activate the potential to witness non-Markovianity
我们研究了在连续变量量子动力学中,使用的模式的数量如何影响通过相关回流见证非马尔可夫演化的能力。我们首先证明了非马尔可夫高斯演化的存在,不显示任何复兴之间的相关性的模式演变通过动态和一个单一的辅助模式。然后,我们演示了如何从根本上改变这种情况下,两个辅助模式被认为是。事实上,我们表明,相同的演变可以显示沿一个特定的bipartition时,采用三模式的状态,并且只有一个模式受到的演变相关回流。这些结果可以解释为一种形式的激活现象在非马尔可夫检测和证明两种类型的相关性,纠缠和转向,和两类高斯演化,一个经典的噪声模型和量子布朗运动模型。
2022-08-09 quant-ph
Synchronization and Non-Markovianity in open quantum systems
失谐系统可以自发地实现同步动力学,并在不同的局域和全局耗散状态下显示出鲁棒的量子关联。在马尔可夫极限之外,来自环境的信息回流成为一种关键机制,其与自发同步的相互作用是未知的。考虑两个耦合量子比特的模型,其中一个与耗散环境相互作用,我们表明,非马尔可夫性是非常有害的同步的出现,因为后者可以延迟和阻碍,因为存在的信息回流。得到的结果考虑主方程的方法和碰撞模型的基础上重复的相互作用,这是一个非常通用的工具来定制所需的环境。
2021-04-22 quant-ph
Constructive method for detecting the information backflow of bijective non-completely-positive-divisible dynamics
我们研究两种方法之间的关系,量子马尔可夫性的特征,可分性和缺乏信息回流。我们证明了一个双射动力映射是完全正可分的当且仅当系统的两个等概率态和一个辅助态的可分性单调不增加。此外,我们的证明是建设性的:任何这样的地图是不完全正整除,我们给出了一个明确的建设两个国家,当采取相同的先验概率,表现出信息回流。最后,虽然一个附属物是必要的等价持有一般,我们表明,它总是可以见证的非马尔可夫双射映射,而不使用任何纠缠系统和附属物之间。
2016-07-15 quant-ph
Experimental emulation of quantum non-Markovian dynamics and coherence protection in the presence of information backflow
我们实验模拟,在一个受控的方式,非马尔可夫动力学的纯退相自旋玻色子模型在零温度。具体来说,我们使用一组随机的外部射频场来设计所需的噪声功率谱,以有效地实现单个核磁共振量子位的非马尔科夫环境。系统的退相干函数和冯诺伊曼熵的非单调性体现了非马尔可夫性的信息回流。使用这种模拟的非马尔可夫环境中,我们实验研究的Carr-Purcell-Meiboom-Gill动态去耦(DD)序列,以抑制相干性的损失的效率。使用过滤器功能的形式主义,我们设计了优化的DD序列,最大限度地保护非马尔可夫环境的相干性,并研究其效率的实验。最后,我们讨论了DD辅助调谐的有效非马尔可夫。
2019-02-14 quant-ph
Lecture notes on classical and quantum non-Markovianity
National Institute for Theoretical and Computational Sciences (NITheCS)(理论计算科学国家研究所);Stellenbosch University(斯泰伦博斯大学)
为熟悉量子力学和概率论的研究生介绍非马尔可夫量子过程,聚焦基于量子通道可分性和单调递减态可区分性的两种量子马尔可夫性表征,强调经典与量子概念对应关系。
2026-08-18 quant-ph
Collapse and revival structure of information backflow for a central spin coupled to a finite spin bath
量子动力学的马尔可夫性是开放量子系统的一个重要性质,它由系统和池的各种成分决定。除了系统-浴相互作用、浴的初始状态等之外,浴的维数在确定量子动力学的马尔可夫性中起关键作用,因为浴相关性的严格衰减需要浴的无限维数。在这项工作中,我们调查的作用,有限的浴尺寸在量子动力学的马尔可夫性考虑一个简单的,但不平凡的模型,其中一个中心自旋是各向同性耦合到一个有限数量的浴自旋,并显示如何从非马尔可夫的动力学过渡到马尔可夫的浴自旋的数量增加。非马尔可夫性的特征在于信息从浴流到系统的状态的迹距离。我们推导出的时间演化的轨迹距离解析,并发现周期性的混沌复苏模式的信息流。详细研究了这一现象的机理,结果表明,自旋-回复模式的周期是由体系自旋数、体系-体系耦合强度和频率失谐量之间的竞争决定的。当浴旋转的数量足够大时,反转-恢复结构的周期以及相应的崩溃和恢复时间与浴旋转的数量成比例地增加,这表征了信息回流如何随着浴的大尺寸而衰减。我们还分析了系统-浴槽相互作用强度和频率失谐量对信息流反转-恢复结构的影响,得到了反转-恢复结构存在的条件。数值计算结果说明了这一点。
2023-03-02 quant-ph
Activating information backflow with the assistance of quantum SWITCH
针对非马尔可夫但不产生信息回流的动力学,本文提出利用量子SWITCH在应用顺序不确定的场景下激活有效信道的信息回流,揭示了其打破信道可分性的动力学优势。
2024-04-25 quant-ph
Map-Dependent Quantum Characteristic Functions and CP-Divisibility in Non-Markovian Quantum Dynamics
Hoshi University(星大学)
本文提出基于量子动态映射归一化 Choi 算子的依赖映射量子特征函数,证明了Gram矩阵的正性条件等价于量子通道的完全正性,并通过数值例子展示了Gram矩阵的负性与CP可分性的破坏及信息回流的出现。
2026-04-19 math-ph math.MP quant-ph
Quantum speed limit and divisibility of the dynamical map
量子速度极限(QSL)是量子系统从一个给定状态演化到另一个状态所需时间的理论下限。有趣的是,已经表明,非马尔可夫性可以用来加速动力学和降低QSL时间,尽管这种行为并不普遍。本文通过考察动力学映射的P-和CP-整除性对量子速度极限的影响,进一步研究了QSL与非马尔可夫性之间的联系。我们表明,也可以观察到的P-和CP-可分动力学的加速,并不一定是绑在从P-可分到非P-可分动力学的过渡。
2021-01-28 quant-ph
Quantum speed limit and non-Markovianity in structured environments
本文研究结构化环境中量子速度极限与非马尔可夫性的反比关系,发现非马尔可夫性导致过程加速,并揭示其与信息回流的关系。
2023-12-26 quant-ph
Generalized trace distance measure connecting quantum and classical non-Markovianity
通过推广基于信息流的准则,我们建立了开放量子系统的量子马尔可夫性与其经典系统的直接联系。在这里,该流的特征在于Helstrom矩阵的时间演化,由统计算子的加权差分给出,在量子动力学演化的作用下。事实证明,引入的标准是等效的P-整除的量子过程,即整除的正映射,这提供了一个直接连接到经典的马尔可夫随机过程。此外,它表明,类似的数学表示,发现为原来的跟踪距离为基础的措施,适用于相关的,广义的量子非马尔可夫度量。也就是说,我们证明了正交的最佳状态显示最大的信息回流,并建立了一个局部和普遍的表示措施。我们通过例子说明了广义准则的一些性质。
2015-07-31 quant-ph
Quantifying quantum non-Markovianity based on quantum coherence via skew information
基于非相干完全正映射和保迹映射下量子相干性通过斜信息的非增性质,我们提出了一种开量子过程的非马尔可夫性测度.作为应用,通过将所提出的度量应用于一些典型的噪声信道,我们发现它等价于相位阻尼和幅度阻尼信道的三种非马尔可夫性度量,即,基于量子迹距、动力学可分性和量子互信息的测度。对于随机酉信道,它等价于基于一类输出状态相干性$l_1$范数的非马尔可夫性测度,而不完全等价于基于动力学可分性的测度。我们还利用修正的Tsallis相对$α$相干熵来检测量子开放系统动力学的非马尔可夫性,结果表明,对于小的$α$,修正的Tsallis相对$α$相干熵比原Tsallis相对$α$相干熵更舒适.
2020-01-05 quant-ph
Non-Markovianity-assisted optimal continuous variable quantum teleportation
研究了在高斯量子布朗运动噪声信道中,共享纠缠资源的两个模式之一被发送到接收端的情况下的连续变量量子隐形传态协议.我们表明,如果信道是在一个非马尔可夫制度的工程,从环境中的信息回流诱导的共享高斯纠缠资源的双模压缩的相位上的渡越时间沿信道的共享模式发送到接收器的额外的依赖性。通过优化非马尔可夫依赖的压缩相位,可以显著提高量子隐形传态的保真度。对于足够短的通道渡越时间,基本上单位保真度是在现实中实现的,有限值的压缩振幅足够大的程度的信道非马尔可夫性。
2018-05-09 cond-mat.other math-ph math.MP
Holevo skew divergence for the characterization of information backflow
由于开放量子系统和它的环境之间的信息交换的非马尔可夫效应的解释最近已经在适当正则化的熵量方面被制定,因为它们在时间上的恢复可以通过描述开放系统外部的信息存储的量来上界[Phys.Rev.Lett. 127,030401(2021)]。在这里,我们阐述了更广泛的数学框架的理论,指定的关键属性,使我们能够关联的可扩展性量词与信息流从和朝向开放系统。我们指出Holevo量是一个可以应用形式主义的杰出量子发散,并且我们展示了非马尔科夫性的几个不同的量词如何在这个一般框架内相互关联。最后,我们将我们的分析应用到两个相关的物理模型中,其中可以执行所有数量的精确评估。
2022-07-13 math-ph math.MP quant-ph
Characterizing non-Markovianity via quantum interferometric power
开放量子系统中的非马尔可夫演化通常以信息从环境到系统的回流为特征,因此是研究量子信息协议的性能和鲁棒性的一个重要方面。在这项工作中,我们探索非马尔可夫通过的单调性的故障的优值,称为量子干涉功率,这是基于最小的量子费舍尔信息获得的局部幺正演化系统的一部分,并可以被解释为量子关联超越纠缠的量词。我们在两个相关的例子中研究我们提出的非马尔可夫指标。首先,我们考虑了单粒子退相通道对最大纠缠双量子比特态的作用,通过应用Jamioenkowski-Choi同构。我们观察到,所提出的措施是一致的,建立非马尔可夫量词定义使用其他方法的基础上动态整除性,可扩展性,和故障的单调性的量子互信息。此外,我们考虑了两个量子比特的Werner态的动力学,在一个本地的,单方振幅阻尼通道的作用下,观察到量子干涉功率的非单调演化比相应的纠缠在捕获与非马尔可夫过程相关的量子信息的回流更强大。讨论了非马尔可夫性在量子精密测量中的作用和对连续变量系统的可能扩展。
2015-03-22 quant-ph
Characterizing (non-)Markovianity through Fisher Information
本文提出利用Fisher信息度量研究非马尔可夫性,证明其单调收缩等价于马尔可夫性,并首次揭示Fisher距离膨胀对应于通过贝叶斯回溯的信息回流。
2025-07-14 math-ph math.MP quant-ph
Topological Protection and Control of Quantum Markovianity
在玻恩-马尔可夫近似下,量子比特系统,如二能级原子,当弱耦合到无特征的环境时,会经历量子相干性或激发的无记忆衰减。最近的研究表明,由于安德森局域化,环境中不可避免的无序是导致非马尔可夫效应和信息从环境回流到系统中的原因。这使得无序成为增强系统中非马尔可夫性的资源--环境动力学,这可能与腔量子电动力学有关。在这里,我们考虑的退相干动力学的量子比特弱耦合到一个二维浴与一个非平凡的拓扑相位,如一个二能级原子嵌入在一个二维耦合腔阵列与一个合成的规范场实现量子霍尔浴,和~显示Markovianity是保护适度的无序由于在量子霍尔浴的手征边缘模式的鲁棒性。有趣的是,关闭规范场,即,将浴缸翻转到拓扑平凡阶段,允许重新引入非马尔可夫效应。这一结果表明,通过可调的合成规范场改变浴槽的拓扑相位可以用来控制量子位环境系统中的非马尔可夫效应和量子信息回流。
2020-02-11 quant-ph
Markovian and non-Markovian dynamics in quantum and classical systems
我们讨论了概念上不同的定义用于经典和量子过程的非马尔可夫性。经典随机过程的非马尔可夫性的公认定义表示n点联合概率分布的Kolmogorov层次的条件。由于这个定义不能转移到量子体系,量子非马尔可夫性最近被定义和量化的基础量子动力学映射,使用其可分性或初始状态对之间的迹距离的行为。在这里,我们调查和比较这些定义和它们的关系,非马尔可夫的经典概念,采用一个大类的非马尔可夫过程,称为半马尔可夫过程,它承认一个自然的扩展到量子的情况。一些具体的物理例子的构造,允许研究的基本特征的经典和量子定义,并明确评估量子非马尔可夫性的措施。我们的研究结果清楚地表明了非马尔可夫性的经典和量子概念之间的几个基本区别,以及非马尔可夫性的各种量子测度之间的区别。
2011-06-01 math-ph math.MP quant-ph
Divisibility of dynamical maps: Schrödinger vs. Heisenberg picture
University of Turku(图尔库大学);Università degli Studi di Milano(米兰大学);Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Milano(意大利国家核物理研究所米兰分部);Nicolaus Copernicus University(尼古拉·哥白尼大学)
本文研究了量子动力学映射在薛定谔和海森堡图景下的可除性差异,揭示了两种图景下记忆效应的独立表征方法。
2026-02-27 quant-ph
Non-divisiblity and non-Markovianity in a Gaussian dissipative dynamics
我们研究了一个随机薛定谔方程,该方程在一维中生成一个高斯动力学映射族,允许详细检查两种不同的非马尔可夫性定义:一种与生成器对起始时间的显式依赖有关,另一种与时间演化映射的不可整除性有关。该模型显示了在两种意义上都具有非马尔可夫性的情况,以及在第二种意义上具有马尔可夫性但在第一种意义上不具有马尔可夫性的情况。
2012-08-30 quant-ph
Exploring Non-Markovianity in Ergodic Channels: Measuring Memory Retention through Ergotropy
本文定义并分析具有唯一不动点的量子遍历信道,利用 ergotropy 回流指示非马尔可夫记忆效应,并揭示其在开放量子系统热力学与量子电池中的意义。
2025-03-15 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
Information backflow may not indicate quantum memory
我们分析了最近的量子马尔可夫性的方法,以及它们如何与量子存储器的正确定义。我们指出,众所周知的信息回流的标准可能不会正确地报告字符的记忆错误地表示其量子性。因此,作为对著名判据的补充,我们提出了几个初等动力映射的概念。这种类型的地图不增加状态的可分辨性,这是不可区分的冯诺依曼测量在一个给定的基础。这些概念和凸性允许我们在弱和强意义上定义没有量子记忆的一般过程类。最后,我们根据量子信息回流见证的新概念,给出了最直观类的一个实际刻画。
2020-08-28 quant-ph
Exploiting Gaussian steering to probe non-Markovianity due to the interaction with a structured environment
提出了一种基于高斯转向的量化连续变量高斯量子信道非马尔可夫性的方法。我们采用所提出的措施来评估和比较量子布朗运动(QBM)通道的非马尔可夫性,该通道源自与欧姆和亚欧姆环境的相互作用,其谱密度由洛伦兹-德鲁德截止描述,在高温和低温下,表明亚欧姆,高温环境导致高度非马尔可夫演化,具有从环境到系统的高斯可操纵性的循环回流。我们的研究结果增加了对CV系统量子相关性和非马尔可夫性之间相互作用的理解,并且可以在实验水平上实现,以量化某些物理场景中的非马尔可夫性。
2021-04-25 quant-ph
Two-qubit non-Markovianity induced by a common environment
我们研究了两量子比特系统中的非马尔可夫性。我们考虑一种设置,通过改变量子位之间的距离,可以在独立水库和共同水库场景之间进行插值。我们证明,非马尔可夫性可以诱导的共同水库,并挑选出这种现象的物理起源。我们表明,两个量子比特的非马尔可夫性与相应的动力学映射的不可分性的实例相吻合,我们讨论了最大化信息回流的状态对。我们还讨论了我们使用的措施,并在这样做的可加性的问题,给出了一个指示,它的有用性作为一个资源的多体量子系统。
2014-02-21 quant-ph
Energy backflow in strongly coupled non-Markovian continuous-variables systems
通过采用全计数统计形式主义,我们描述了在非驱动连续变量系统的一般非马尔可夫演化过程中交换的能量的第一时刻。特别是,我们专注于从环境中回流到开放量子系统的能量的评估。我们将这些结果应用到量子布朗运动,这些量的计算分析,弱耦合假设下,和数值也在强耦合制度。最后,我们通过最近引入的证人,所谓的高斯干涉功率的基础上,我们讨论了它的能量回流措施的关系,通过非马尔可夫性的约化动力学的特征。
2016-07-18 quant-ph
Quantifying non-Markovianity for a chromophore-qubit pair in a super-Ohmic bath
基于非马尔可夫无时间卷积极化子主方程,研究了超欧姆浴中生色团量子比特的量子动力学行为。利用基于动力学不动点的非马尔可夫性测度,研究了环境温度和耦合强度对超欧姆浴中生色团非马尔可夫行为的影响.据发现,温度的增加导致从环境到发色团的回流信息减少,因此,抑制非马尔可夫性。在弱耦合区,耦合强度的增加会增强非马尔可夫性,而在强耦合区,这种效应正好相反。
2014-10-19 cond-mat.stat-mech quant-ph
Phase space measures of information flow in open systems: A quantum and classical perspective of non-Markovianity
本研究建立了开放系统中量子迹距离与相空间准概率分布Kolmogorov距离的对应关系,通过Caldeira-Legget模型验证了Wigner函数距离在经典极限下快速收敛于迹距离,为半经典信息回流与连续变量系统非马尔可夫性量化提供了最优工具。
2024-09-13 quant-ph
Temporal self-similarity of quantum dynamical maps as a concept of memorylessness
定义量子非马尔可夫性的问题已经被证明是难以捉摸的,提出了各种不等价的标准来解决这个问题。CP-不可分的概念和更强的整除性标准的层次,直到P-不可分,抓住了量子非马尔可夫性中记忆的一个基本方面。然而,在实践中,可能存在与可分信道相关的类似记忆的影响,其形式是削弱(如果不是逆转的话)退相干效应。可以说,记忆的这样一个方面与CP不可分割性有关,就像量子不和谐与纠缠有关一样。我们具体化这个较弱的概念,非马尔可夫识别它偏离"时间自相似性",属性的系统动力学,即两个中间状态之间的传播是独立的初始时间$t_0$。我们通过例子说明了这一想法,并提出了一个几何量化的时间自相似性,并展示了我们的方法是如何补充基于可分性的量子非马尔可夫性的标准。
2020-09-14 quant-ph
Information flow versus divisibility for qubit evolution
研究了不可逆量子比特动力学映射的信息回流缺失与完全正整除性(CP整除性)的关系。最近,这两个概念被证明是完全等价的所谓的图像非增动态映射。在这里,我们表明,这种等价性是普遍的任何量子比特动态映射。在我们的证明中的一个关键因素是观察到,不存在CPTP投影到一个由量子比特密度算子跨越的三维子空间。我们的分析说明了几个例子的量子比特的演变,包括动态地图,这不是图像非增。
2019-01-11 quant-ph
Thermodynamic utility of Non-Markovianity from the perspective of resource interconversion
我们建立了各种量子操作的非马尔可夫性和负熵产生率之间的联系。我们结合纯度和热力学的资源理论分析了单位操作和热操作的几个方面。我们充分刻画Lindblad算子对应的酉运算。我们还描述了Lindblad动力学的一大类热操作。接下来,我们推广了非平衡情况下的熵产生率的定义,将其与系统自由能的变化率联系起来,并建立了非马尔可夫性和最大自由能损失之间的互补关系。我们自然地得出结论,在相应的允许操作下,可除性破缺方面的非马尔可夫性是其他资源(如纯度或自由能)回流的必要资源。
2019-04-26 quant-ph
Precursors of non-Markovianity
使用范式的信息回流的非马尔可夫演化的特点,我们引入了所谓的非马尔可夫性的前体,即必要的属性,系统和环境状态必须表现出在较早的时间,以确保动态是非马尔可夫的。特别是,我们认为一个定量的框架,以评估的作用,建立系统与环境的相关性与环境状态的变化在一个新兴的非马尔可夫动态。通过用布勒斯距离定义相关贡献,这些量被很好地定义,并且容易应用于广泛的物理设置,布勒斯距离可以方便地用量子态保真度表示。我们通过研究离散和连续变量非马尔可夫碰撞模型中非马尔可夫性的前体来证明这一点。
2019-05-30 quant-ph
Interference between lossy quantum evolutions activates information backflow
QIC Group, Harish Chandra Research Institute, A CI of Homi Bhabha National Institute(量子信息组,哈里什·昌德拉研究所,霍米·巴巴国立学院成员单位)
本研究通过允许两个非马尔可夫性演化间的干涉,实现了信息回流,并展示了相干控制量子操作轨迹的优越性能和鲁棒性。
2025-12-24 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
Quantum synchronization due to information backflow
证明了在无驱动场的耗散浴中单个量子比特的相位同步。使用Husimi $Q$ -函数,我们表明,相位偏好是目前在长时间限制,只有在非马尔可夫演化与有限失谐。这是由于信息回流,表明非马尔可夫性是量子同步的资源。为了量化同步,我们使用移位相位分布及其最大值。从相移分布的最大值,我们观察到量子同步的签名{ \it即}阿诺德舌头。在我们的例子中,同步区域在舌头区域之外,而舌头内部的区域是去同步区域。这与文献中的结果相反,文献中的同步是在舌头区域内。
2022-05-18 quant-ph
Quantifying non-Markovianity of continuous variable Gaussian dynamical maps
基于H.- P. Breuer等人,物理修订版信函\textbf{103},210401(2009),即,通过量化从环境返回到开放系统的信息流。我们在这里用保真度代替迹距来评价量子态的可分辨性。我们使用我们的措施来评估两个范例高斯信道的非马尔可夫性:纯阻尼信道和量子布朗运动信道与欧姆环境。我们考虑不同类别的高斯状态,并寻找最大化信息回流的状态对。对于相干态,我们找到了简单的解析解,而对于压缩态,我们在弱耦合极限下提供了精确的数值解和近似的解析解。
2011-09-01 quant-ph
Quantum non-Markovian environment-to-system backflows of information: non-operational vs. operational approaches
量子记忆效应可以定性地理解为环境到系统的信息回流的结果。在这里,我们分析和比较这个概念是如何解释和实现在不同的方法量子非马尔可夫。我们研究了一个非操作的方法,定义由两个系统状态之间的istinguishability,其特征在于不同的初始条件,和操作的方法,这是由不同的结果之间的相关性定义的连续测量过程中进行的系统的利益。每种方法的差异,局限性和优势的特点,详细考虑不同的系统环境模型和动态。作为一个具体的例子,我们研究了一个非马尔可夫去极化地图的系统的利益与环境的特点是不相干和相干的自动力学的相互作用。
2022-05-06 quant-ph
Quantum Non-Markovianity: Characterization, Quantification and Detection
量子非马尔可夫性是开放量子系统理论中的一个中心问题。我们引入量子马尔可夫过程的概念,作为通过所谓的可分性的经典定义的马尔可夫性的推广,并将这个概念与直观的想法,将非马尔可夫性与记忆效应的持久性联系起来。提供了与文献中提出的其他定义的详细比较。然后,我们讨论了几个现有的建议,量化的量子动力学的非马尔可夫性的程度,并见证非马尔可夫行为,后者提供了充分的条件来检测偏离严格马尔可夫性。最后,我们列举了该领域的一些及时开放的问题,并提供了可能的研究方向的展望。
2014-08-24 quant-ph