Josephson Junctions as Threshold Detectors of the Full Counting Statistics: Open issues
我研究的动态约瑟夫森结作为一个阈值检测器的波动，受到一般的非平衡电子噪声源，其特性是由结确定。这个实验装置已经提出了几年前作为一个有前景的计划，用于确定电子噪声源的全计数统计。尽管在这个方向上进行了深入的理论和实验研究，但这个承诺还没有完全实现，我将讨论未解决的问题。首先，我回顾了一个一般的理论计算的指数部分的非平衡开关率的交界处，并比较其预测与以前的结果发现在不同的限制情况下，由几个作者。我确定了几个可能的弱点，在以前的研究中，我报告了一个新的分析结果的线性校正率由于第三累积量的非高斯噪声源的限制，一个非常弱的结阻尼。各种分析预测，然后与发达的数值方法的结果进行比较。最后，我分析了迄今为止公开的实验数据的理论预测方面的状态，并简要讨论了目前的实验方案的适用性，鉴于其潜在的测量整个FCS的非高斯噪声源，以及它们的关系，可用的理论。
2009-06-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Simple bounds on fluctuations and uncertainty relations for first-passage times of counting observables
最近的大偏差的结果提供了一般的时间积分电流的波动在稳态的随机系统的下限。一个推论是所谓的热力学不确定性关系，将估计精度与平均耗散联系起来。在这里，我们考虑这个问题，但计数可观的，即，轨迹可观测量，与电流相反，在时间上是非负的和非减少的（并且在时间反演下可能是对称的）。在稳定状态下，它们的所有阶数的涨落都由一个只依赖于可观测的平均值和动力学活动的平均值的康威-麦克斯韦-泊松分布从下面约束。我们展示了如何获得相应的第一次通过时间（当计数变量的某个值首次达到时的时间）和它们的不确定性关系的界限。就像熵产生对电流的作用一样，动力学活动控制着计数观测值波动的范围。
2017-01-02 cond-mat.stat-mech
Local accumulation time for diffusion in cells with gap junction coupling
在本文中，我们分析了在一对细胞间隙连接耦合的细胞内扩散的弛豫到稳态。缝隙连接普遍存在于大多数动物器官和组织中，为细胞之间的电和化学通讯提供直接扩散途径。大多数间隙连接的分析模型集中在稳态扩散通量和相关的有效扩散率。在这里，我们调查的松弛到稳定状态的所谓的本地积累时间。后者通常用于估计在形态发生期间形成蛋白质浓度梯度的时间。其基本思想是将稳态浓度的分数偏差视为局部累积时间的累积分布。局部累积时间的有用特征之一是它考虑了不同空间区域可以以不同速率弛豫的事实。我们考虑静态和动态间隙连接模型。前者将间隙连接视为具有有效磁导率$μ$的电阻性通道，而后者将间隙连接表示为在打开和关闭状态之间随机切换的随机门。通过在拉普拉斯空间中求解扩散方程，然后取小- $s$极限来计算局部累积时间。我们表明，积累时间是一个单调增加的函数的空间位置，跳跃不连续的间隙连接。这种不连续性在静态结的极限$μ\rightarrow \infty$和随机门控结的极限$β\rightarrow 0$中消失，其中$β$是门关闭的速率。最后，我们的结果被推广到最近邻间隙结耦合的线性阵列的情况。
2022-01-05 cond-mat.stat-mech q-bio.QM
Integrable non-equilibrium steady state density operators for boundary driven XXZ spin chains: observables and full counting statistics
我们将回顾一些已知的精确解的开放量子海森堡$XXZ$自旋链耦合到一对浴[物理。107，137201（2011）.]。动力学模型的Lindblad主方程。我们还回顾了如何计算一些相关的物理观测值，并提供自旋流的统计假设自旋链是弱耦合到浴[物理评论快报。112，067201（2014）.]。
2015-01-25 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el nlin.SI
Non-equilibrium spin-boson model: counting statistics and the heat exchange fluctuation theorem
我们专注于非平衡两浴自旋玻色子模型，一个玩具模型研究量子热输运在多体开放系统。描述NIBA方程内的动态，适用于，例如，在强系统浴耦合限制和/或在高温下，我们推导的累积量生成函数的表达式在马尔可夫和非马尔可夫限制通过能量分解的量子主方程的子系统。对于一个马尔可夫浴，我们很容易地证明了稳态热交换波动定理的有效性。在非马尔可夫极限中，一个“较弱”的对称关系通常成立，这是微观可逆性的一般结果。我们讨论这种对称关系的普遍稳定状态波动定理的减少。利用累积量母函数，得到了热流的解析表达式。我们的结果建立了稳态热交换涨落定理的有效性，在量子系统与强系统浴相互作用。从实用的角度来看，这项研究提供了工具，探索输运特性的两浴自旋玻色子模型，一个原型的非线性热导体。
2011-08-18 cond-mat.stat-mech
Full-counting statistics of information content and heat quantity in the steady state and the optimum capacity
考虑二分量子导体，分析了子系统中热量的涨落以及与子系统约化密度矩阵相关的自信息。利用多轮廓Keldysh技术，在子系统局部热量的约束下，计算Rényi熵或信息生成函数，由此导出条件自信息的概率分布.我们提出了一个等式，该等式将信息传输的最佳容量与0阶Rényi熵联系起来，0阶Rényi熵是整数分割成不同部分的数量。我们应用我们的形式主义的两端量子点。指出在定常状态下，约化密度矩阵与子系统的局部热量算符可以交换。
2019-03-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Nonequilibrium fluctuations, fluctuation theorems, and counting statistics in quantum systems
涨落定理（FT），它描述了一些普遍的性质的非平衡涨落，从量子的角度进行检查，并通过引入一个两点测量系统导出。从一个统一的方法导出了封闭和开放系统的FT，驱动平衡的外部时间相关的力，并为开放系统保持在一个非平衡稳态的非平衡边界条件，从一个统一的方法。应用量子结中的费米子和玻色子输运进行了讨论。给出了计算能量和粒子统计的量子主方程和格林函数技术。
2009-02-19 cond-mat.stat-mech
Full Counting Statistics in the Transverse Field Ising Chain
本文研究了横场伊辛链中有限子系统横磁化强度的全概率分布。我们推导出一般高斯态的特征函数的行列式表示。我们考虑了在基态、有限温度平衡态、非平衡定态和整体量子猝灭后的时间演化中的全计数统计的应用。我们推导出的时间和子系统大小依赖的特征函数在足够晚的时间后，量子淬火的解析表达式。这种表达具有有趣的多光锥结构。
2018-06-11 cond-mat.stat-mech
Spontaneous symmetry breaking in a bridge model fed by junctions
我们介绍了一类一维模型模仿一个单车道的桥梁，两个路口和两个粒子物种在相反的方向驱动。该模型表现出自发对称性破缺（SSB）的注射/提取率的范围。在该阶段，两种物质的稳态电流不相等。此外，还存在对称破缺相与对称相共存的共存区。沿着提取率变化的路径，保持注入率固定且较大，发生滞后。平均场相图的计算和支持蒙特卡罗模拟。其中一条转变线表现出扭结，这是平衡相变的转变线中不存在的特征。
2008-07-28 cond-mat.stat-mech
Asymmetric exclusion processes on a closed network with bottlenecks
研究了具有瓶颈的封闭网络上非对称排斥过程的一般非平衡定态。为此，我们提出并研究了具有多个连接的非相同结点的封闭简单网络。根据定义网络连接和粒子数密度的参数，模型显示具有静态和移动密度不均匀性的相变。模型中的电流可以通过结参数来调节。我们的模型突出了扩展和点缺陷可能会影响密度分布在一个封闭的有向网络。我们的结果的现象学意义进行了讨论。
2014-08-18 cond-mat.stat-mech
Quantum energy exchange and refrigeration: A full-counting statistics approach
我们制定了一个全计数的统计描述，研究在多端结的能量交换。我们的方法适用于量子系统，无论是加性或非加性（合作）耦合到多个水库。我们导出了依赖于计数场的约化密度算子的Markovian Redfield型方程。在长期近似下，我们证实了累积量母函数满足热交换涨落定理。因此，我们的处理尊重热力学第二定律。我们将我们的形式主义的多终端两级量子系统，并应用它来实现最小的量子吸收制冷机，通过工程水库的操作，只有通过一个合作浴相互作用模型。
2018-07-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Single electron transistor strongly coupled to vibrations: Counting Statistics and Fluctuation Theorem
利用一个简单的量子主方程方法，我们计算了一个强耦合振动的单电子晶体管的全计数统计。完整计数统计包含与转移的电子和声子相关的积分粒子和能量流的统计。对于不同的储层温度和化学势不同的一般情况，导出了一个普适的和有效的涨落定理。第一个涉及到在交界处产生的熵产生，而第二个揭示了系统的内部信息。该模型恢复Franck-Condon封锁和潜在的非侵入性分子光谱学的应用进行了讨论。
2013-03-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Cumulants of heat transfer across nonlinear quantum systems
我们考虑一般非线性声子结的热传导。基于两次观测协议和场论/代数方法，对瞬态和稳态传热过程中的累积量进行了同等的研究，得到了计算传热累积量母函数的实用公式。作为一个应用，开发的一般形式主义被用来研究非谐效应的波动的稳态传热通过一个单一的网站结与四次非线性钉扎潜力。本文给出了一个精确到一阶的累积量母函数的显式非线性修正，证明了Gallavotti-Cohen涨落的对称性。数值上的自洽过程中引入，这对强非线性。
2013-08-25 cond-mat.stat-mech
Counting statistics of energy transport across squeezed thermal reservoirs
本文提出了一种计算N个压缩热光子库与M个光子模弱耦合腔场之间能量交换的全计数统计的一般方法。形式主义是基于两点测量方案，并适用于两个简单的特殊情况下，一个单模腔的松弛动力学接触一个单一的压缩热光子水库和两个压缩热光子水库耦合到一个单一的腔模式之间的稳态能量传输。利用分析结果发现，库压缩态的初始能量测量的非对易性对短时统计有很大影响，如果考虑不当，可能导致负概率.此外，它被发现，对于单水库设置，一般没有瞬态或稳态波动定理的能量传输。相反，对于两个水库的情况下，虽然没有一般的瞬态波动定理，稳态波动定理与非普遍的亲和力被发现是有效的。能量流的统计进一步讨论。
2022-02-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.other cond-mat.stat-mech
Full counting statistics of vibrationally-assisted electronic conduction: transport and fluctuations of the thermoelectric efficiency
本文研究了具有电子-声子相互作用的电子传导结中电荷和能量输运的统计特性，特别是热电效率及其涨落。该系统包括供体和受体电子态，代表双位点分子或双量子点系统。通过两个分子位置的金属之间的电子转移耦合到一个特定的振动模式，该模式被认为是谐波或非谐波-截断（两态）光谱。考虑到这些模型，我们推导出电荷和能量转移的稳态累积生成函数，在电子-声子相互作用中校正到二阶，但在金属-分子耦合强度中精确到所有阶。这是通过使用非平衡格林函数方法（谐波模式）和动力学量子主方程方法（非谐波模式）。从累积量母函数出发，计算了电荷电流及其噪声和热电效率的大偏差函数。我们证明，在大偏压的充电电流，微分电导，和电流噪声可以识别能量和结构特性的结。我们进一步研究了作为热电发动机的结的操作，并表明，虽然宏观热电效率是无关紧要的模式（谐波或非谐波）的性质，效率波动确实反映了这一属性。
2015-12-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Energy flux near the junction of two Ising chains at different temperatures
我们考虑一个系统在一个非平衡稳态加入两个半无限伊辛链耦合到热库{ \em不同}的温度，$T$和$T^{\prime}$。为了计算从热浴通过我们的系统进入冷浴的能通量，我们利用Glauber热浴动力学推导出一个精确的双自旋相关方程，我们求解$T^{\prime}=\infty$和任意$T$。我们发现，在$T'=\infty$扇区中，内流只发生在第一次自旋时。在$T<\infty$扇区（站点$x=1,2,...$）中，输出通量显示出非平凡分布：$F(x)$。远离两条链的连接处，$F(x)$衰变为$e^{-x/ξ}$，其中$ξ$是{ \em平衡}伊辛链相关长度的两倍。作为$T\rightarrow 0$，这种衰变跨越到幂律（$x^{-3}$），类似于“临界”系统。模拟结果证实了我们的分析结果。
2010-08-30 cond-mat.stat-mech
Superoperator nonequilibrium Green's function theory of many-body systems; Applications to charge transfer and transport in open junctions
非平衡格林函数为计算耦合量子系统的动力学响应和粒子交换统计提供了有力的工具。我们用刘维尔空间的密度矩阵来表述理论，并引入超算子代数，大大简化了所有量的推导和物理解释。各种观测量的表达式直接在实时超算子非平衡格林函数（SNGF），而不是人工的时间循环所需的Schwinger的希尔伯特空间公式。计算相互作用能，电荷密度，平均电流，电流诱导荧光，电致发光和电流波动（电子计数）统计的应用进行了讨论。
2008-05-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Inverse Superconductor-Insulator Transition in Weakly Monitored Josephson Junction Arrays
本研究通过弱监测和反馈在约瑟夫森结阵列中实现反向超导-绝缘体相变，揭示了量子反馈对非平衡稳态温度控制的作用。
2025-03-22 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Nonequilibrium transport through quantum-wire junctions and boundary defects for free massless bosonic fields
我们考虑一个模型的量子线结，后者是由保角不变的边界条件的最简单的类型在多组分紧致无质量标量自由场论代表玻色Luttinger液体在大量的电线。边界条件的结果在整个结的非平凡的反射和透射振幅的电荷的散射。这样一个系统的平衡态，对应于逆温度$β$和电势$V$，明确地构建有限和半无限导线。在后一种情况下，还可以构造描述保持在不同温度和电势下的丝的定常非平衡态。本文的主要结果是计算了非平衡状态下通过结的电荷和能量转移的全计数统计。给出了FCS的母函数及其大偏差渐近解的显式表达式。对于纯粹的传输情况下，他们与那些在litterature中获得的一致，但许多情况下的交界处的传输和反射也包括在内。证明了电荷和能量转移的FCS的大偏差率函数满足涨落关系，并与Levitov-Lesovic公式进行了比较。
2015-01-29 cond-mat.stat-mech hep-th
Full counting statistics of information content
本文综述了粒子数全计数统计的累积母函数与Rényi纠缠熵之间的关系。我们计算这些数量的基础上的费米子和玻色子路径积分定义在多个Keldysh轮廓。将Rényi熵与信息母函数联系起来，得到了自信息在非平衡稳态下的概率分布函数.利用该分布，我们分析了单个玻色子通过窄带量子通信信道所携带的信息量。自信息含量与玻色子数量的比值是波动的。当玻色子占有数较小时，该比值的平均值和涨落都有所增强。
2018-04-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Non-linear quantum noise effects in scale invariant junctions
我们研究了标度不变量子结中的非平衡稳态输运，重点研究了两点电流关联函数捕获的粒子和热涨落。我们表明，粒子电流的非线性行为影响粒子和热噪声。观察到的线性政权的噪声功率的增强和减少的域的存在。统计数据的影响进行了探讨。我们证明了在尺度不变的情况下，玻色子噪声超过费米的热浴参数的共同域。多引线配置也进行了研究，并讨论了探针终端上的噪声的影响。
2015-02-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech math-ph
Noncyclic geometric phase in counting statistics and its role as an excess contribution
本文提出了纤维丛在计数统计中的一个应用。纤维束的框架给出了随机过程中电流的累积量生成函数的分裂，即，动力学阶段和几何阶段的贡献。我们将证明引入的非循环几何相位与一种在非平衡物理学中已经研究了很多的超额贡献有关。使用一个特定的非平衡模型，非循环几何相的特性进行了讨论，特别是，我们揭示了熵产生的几何贡献和“过剩熵产生”已被用来讨论稳态热力学第二定律之间的差异。
2013-06-06 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Exact local correlations and full counting statistics for arbitrary states of the one-dimensional interacting Bose gas
在热力学极限下，导出了具有接触排斥作用的一维玻色气体（Lieb-Liniger模型）中$n$ -体局域关联的精确解析表达式.我们的结果是有效的任意状态的模型，包括基态和热态，量子淬火后的定态，和非平衡稳态中产生的运输设置。这些国家的计算明确提出和物理后果进行了严格的讨论。我们还表明，$n$体的局部相关性是直接相关的粒子数的波动在一个很短的时间间隔内，我们提供了一个明确的分析结果的全计数统计。
2018-05-11 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Geometric effects in non-equilibrium electron transfer statistics in adiabatically driven quantum junctions
研究了具有化学势和/或温度驱动的两金属接触的单电子轨道系统中的循环Pancharatnam-Berry（PB）效应和绝热非循环几何（ANG）效应，PB效应不影响密度矩阵的演化，但对电子转移的统计（涨落）有定量的影响.另一方面，ANG贡献影响穿过结的净通量。与PB不同，当两个参数被相同地驱动时，ANG贡献是非零的。封闭的解析表达式推导出的ANG贡献的通量，和PB的贡献的前两个领先的订单波动。波动可以通过操纵驱动的相对相位来修改。有趣的是，我们发现，泵浦电荷的波动不满足稳态波动定理存在的非零的几何贡献，但可以恢复为一个消失的几何贡献，即使在存在外部驱动。
2016-04-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Path-integral methodology and simulations of quantum thermal transport: Full counting statistics approach
我们开发并测试了一个计算框架来研究相互作用的非平衡开放量子系统中的热交换。我们的迭代全计数统计路径积分（iFCSPI）方法扩展了以前建立的影响功能路径积分方法，通过超越减少系统动力学提供的累积量生成函数的热交换。方法简单明了;我们实现了它的非平衡自旋玻色子模型计算瞬态和长期的可观测量，重点是稳态热流流经系统下的温度差。结果进行了比较，扰动治疗，并表现出良好的协议在适当的限制。详细讨论了收敛非平衡量、电流和高阶累积量的挑战。iFCSPI是一种数值精确的技术，自然地捕获了强烈的系统浴耦合和环境的非马尔可夫效应。因此，它是一个很有前途的工具，探索量子输运和量子热力学的基本问题。
2018-12-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Classical route to ergodicity and scarring phenomena in a two-component Bose-Josephson junction
研究了由超冷原子组成的二元混合玻色-约瑟夫森结（BJJ）中相干集体动力学对遍历性和量子疤痕的影响，揭示了它们之间的联系.通过调整物种间和物种内的相互作用，我们展示了丰富多样的约瑟夫森动力学和它们之间的过渡，这在控制整体遍历行为中起着至关重要的作用。从纠缠谱中揭示了潜在的经典性的签名，这也阐明了不稳定稳态和周期轨道导致非热行为的量子疤痕的形成。从自关联函数和凝聚体的位相涨落可以探测到凝聚体能带的遍历性和结疤现象，这与冷原子实验有关。
2022-10-24 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech nlin.CD
Full counting statistics of information content and particle number
考虑二分量子导体，讨论了子系统中粒子数的联合概率分布和与子系统约化密度矩阵有关的自信息。通过推广多围道Keldysh Green函数技术，计算了粒子数约束下正整数阶$M$的Rényi熵，并由此导出了联合概率分布.对于能量无关的传输，我们推导出可访问的纠缠熵，或条件熵的时间依赖性。分析了在相干共振隧穿和非相干序贯隧穿条件下，稳态下与能量相关的透射概率的联合概率分布。我们还讨论了效率的概率分布，它衡量了单个电子传递的信息量。
2017-04-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
History-dependent friction and slow slip from time-dependent microscopic junction laws studied in a statistical framework
为了研究摩擦的微观起源，我们建立了一个框架来描述形成宏观摩擦界面的大量单个微结的集体行为。每个微结可以在两种状态之间及时切换：以位移相关力为特征的钉扎状态和以时间相关力为特征的滑动状态。而不是单独跟踪每个微结，界面的状态是由两个耦合的分布描述的（i）钉扎结的拉伸和（ii）在滑动状态下花费的时间。我们展示了这个框架是如何代表摩擦文献中存在的重要模型的总体结构。然后，我们用它来系统地研究控制滑动状态持续时间的时间尺度的影响。我们首先找到作为滑动速度的函数的稳态摩擦力。由于该框架允许整个家庭的微结行为的法律，我们展示了如何选择这些法律可以获得单调（加强或减弱）或非单调的速度依赖在宏观尺度。然后考虑瞬态情况下，我们预测的宏观静摩擦系数的强烈影响的方式准备的接口，特别是由以前的滑动事件的滑动动力学。我们还表明，慢滑自发地发生在广泛的行为规律的框架。
2014-06-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.class-ph
Full counting statistics in the free Dirac theory
本文研究了（3+1）维有质量自由Dirac理论的电荷输运和涨落.特别是，我们专注于稳定状态出现后，本地淬火，两个独立的热化的一半系统连接，让发展统一了很长一段时间。基于两次冯诺依曼测量统计和精确计算，导出了与电荷输运有关的标度累积量母函数。我们发现它可以写成Levitov-Lesovik公式在三维空间中的推广。在无质量的情况下，我们注意到只有前四个标度累积量是非零的。我们的结果也直接证实了在更高的维度扩展的涨落关系的有效性。应用我们的方法Lifshitz费米子也简要讨论。
2018-10-23 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el hep-th
