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
Error Bounds for Open Quantum Systems with Harmonic Bosonic Bath
该研究针对含玻色浴的开放量子系统，基于图解与组合论证推导浴关联函数变化引发的物理可观测量差值的误差估计，为相关已有结果提供严格数学证明。
2025-10-22 cs.NA math.NA quant-ph
Onset of Entanglement and Noise Cross-Correlations in Two-Qubit System Interacting with Common Bosonic Bath
我们总结了我们最近的结果，诱导交换相互作用由于热玻色子环境（浴），也产生量子噪声。我们这里的重点是相互作用的开始。我们证明，诱导相互作用可以用来操纵和创建足够大的时间尺度上的纠缠控制量子计算应用程序的两个量子比特系统，虽然最终的噪声效应将占主导地位。
2006-07-12 quant-ph
Inclusion-Exclusion Principle for Open Quantum Systems with Bosonic Bath
本文分别在裸图量子蒙特卡罗方法和尺蠖蒙特卡罗方法中，提出了两种应用容斥原理对玻色图求和的快速算法。在尺蠖蒙特卡罗的情况下，所提出的快速算法给出了从费米子到玻色子系统的工作的扩展[“Inclusion-exclusion principle for many-body mechanics”，Phys. Rev. B，98：115152，2018]。我们证明了所提出的快速算法的计算复杂度从双阶乘下降到指数。数值实验验证了理论结果，并比较了方法的效率。
2021-05-07 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
Energy and information propagation in a finite coupled bosonic heat bath
利用Vasile等人[1]提出的描述非马尔可夫性的有限耦合玻色子模型，研究了与之耦合的谐振子在共振、近共振和远失谐时的不同耗散行为。我们表明，系统和热浴之间的信息和能量交换齐头并进，因为声子是两者的载体：在共振自由传播的激发实现，因此纯耗散，而当远失谐的系统只能与第一个振荡器在浴的链，导致几乎单一的演变。在中间的情况下，我们显示的相关性的渗透和形成的振荡（打扮状态）的行为，这是在非Markovianity的根源。
2014-09-15 quant-ph
Few-particle scattering from localized quantum systems in spatially structured bosonic baths
理解工程玻色子环境中局域量子系统的动力学行为是量子光学和开放量子系统理论的核心问题。本文提出了一种研究局域量子系统与玻色浴相互作用的少粒子散射的形式，该玻色浴由非齐次波动方程描述。特别是，我们提供了这种相互作用系统的量子散射矩阵和非均匀波方程的频域解之间的精确关系，从而提供了对散射的少粒子波包的空间分布的访问。在本文中开发的形式主义铺平了道路，以计算理解的影响，结构化介质上的局部量子系统嵌入其中的散射特性，而不简化的结构化介质的物理假设。
2022-04-14 quant-ph
Damped oscillations of the energy of a bosonic bath due to spectral gaps and special initial correlations
玻色子浴和量子信息流的能量进行了分析，在短期和长期的特殊相关或因式分解的初始条件下，分别在本地退相通道，其中涉及热状态。玻色子浴的频率模式的连续分布在低频上表现出光谱间隙。浴能在渐近值附近振荡，开放系统的信息是交替丢失和获得的。由于低频间隙，阻尼振荡在长时间内变得有规律，并且振荡的频率与谱间隙的上截止频率一致。序列的长时间间隔获得浴能量增加（减少），相关的初始条件，和信息丢失（获得）的开放系统，因子化的初始配置，即使在不同的温度下。如果与没有低频间隙的情况相比，浴能量的变化和信息的变化之间的这种长时间对应关系是相反的。对应失败，如果频谱密度是根据功率定律与奇数自然功率附近的上截止频率的频谱间隙。
2017-06-30 quant-ph
Non-Markovian master equation for interacting qubits coupled to a bosonic bath: analytic form and asymptotic approximation
耦合到玻色子浴中的两个相互作用的二能级量子比特的非马尔可夫动力学先前使用量子状态扩散（QSD）方程进行了研究，其中随机状态被用来描述系统。在这项研究中，我们提供了另一个角度对这个系统推导的解析形式的主方程，它描述了一个减少密度矩阵的系统。然后，我们验证了主方程通过检查纠缠产生和状态纯度。此外，与主方程，我们观察到的影响，从一阶噪声，并注意到，一个很好的渐近近似的主方程可以忽略一阶噪声。
2015-07-28 quant-ph
Distance dependence of entanglement generation via a bosonic heat bath
在一个广义的Caldeira-Leggett模型中，我们分析了玻色子热浴可以纠缠在距离$r$的两个微观量子系统的条件。我们发现，可达到的纠缠是非常距离敏感。只有当系统处于{ \em微观}距离内时才能实现显著的纠缠，该距离为系统-浴相互作用的截止波长$λ$的量级。在更大的距离，最大纠缠指数抑制与$λ$阶的衰减长度。我们的结论是，纠缠产生通过热浴是不适合纠缠远程对象。
2009-04-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
Engineering non-Markovianity from spectral shaping of bosonic and fermionic baths
Fudan University（复旦大学）；University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）；University of California San Diego（加利福尼亚大学圣迭戈分校）
本研究提出通过在玻色子和费米子浴的谱密度中引入带隙来工程调控非马尔可夫性，数值模拟验证了该方法的有效性，为量子技术提供了新途径。
2026-09-15 quant-ph
$GHZ$ state generation of three Josephson qubits in presence of bosonic baths
我们分析了一个纠缠协议，以产生三分Greenberger-Horne-Zeilinger态的系统中，由三个超导量子比特成对耦合。通过考虑每个量子比特与具有欧姆谱结构的独立玻色子浴的相互作用，研究了开放量子系统的动力学。为此，构造了一个微观主方程并精确求解。我们发现，这里讨论的协议是稳定的，对退相干和耗散由于外部浴的存在。
2013-10-21 cond-mat.supr-con quant-ph
Dissipative phase transition in a spatially-correlated bosonic bath
在封闭的多体量子系统中，对称性的存在导致了可积性。对于这样的可积系统，不发生完全热化。因此，系统仍然是非遍历的。另一方面，一组非相互作用的原子连接到一个规则的玻色子浴热化。在这里，我们表明，这样的原子在一个空间相关的热浴可以显示这两种行为取决于温度。在零温度下，浴具有大的相关长度，因此它充当公共环境。在这种情况下，存在一组弱对称性，这阻止了热化。当温度升高到零度以上时，系统经历一阶破缺耗散相变。
2021-04-18 cond-mat.stat-mech quant-ph
Numerical Renormalization Group for Bosonic Systems and Application to the Subohmic Spin-Boson Model
本文将Wilson的数值重整化群方法推广到具有玻色浴的量子杂质模型，为求解具有指数小能量和温度的玻色杂质模型提供了一种通用的非微扰方法.作为一个应用，我们考虑自旋玻色子模型，描述一个两能级系统耦合到玻色浴与幂律谱密度，J（ω）~ ω ^s。我们发现了明显的证据表明，在亚欧姆浴指数0<s<1时，存在一条连续的量子相变线;这条线在s=1时终止于著名的Kosterlitz-无相变。与微扰重整化群的结果进行了联系，并概述了其他各种应用。
2003-10-28 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Simulating Bosonic Baths with Error Bars
我们得到严格的截断误差范围的自旋玻色子模型和它的推广到任意量子系统与玻色子浴相互作用。对于这样的浴的数值模拟的截断，模式的数量和当地的希尔伯特空间尺寸是必要的。我们推导出超指数Lieb-罗宾逊型界限的错误时，限制浴有限多的模式，并显示如何截断本地希尔伯特空间引入的错误可以有效地监测数值。这样，我们就给出了用有限维系统逼近无限系统的误差界。因此，数值模拟，如随时间变化的密度与正交多项式算法（TEDOPA），现在允许完全认证的处理系统与环境的相互作用。
2015-04-07 cond-mat.stat-mech quant-ph
Tensor network influence functionals for open quantum systems with general Gaussian bosonic baths
Institut für Physik und Astronomie, Technische Universität Berlin（柏林工业大学物理与天文学院）
本文提出一种通用张量网络影响泛函方法，用于处理开放量子系统与非对易耦合算符的线性系统-浴耦合，解决了有限时间步长下的 Trotter 错误问题，实现了长时程动态模拟。
2026-03-24 quant-ph
Breakdown of Surface Code Error Correction Due to Coupling to a Bosonic Bath
我们考虑一个表面码遭受退相干由于耦合到一个浴的玻色子模式在有限的温度和研究的时间之前，不可避免的故障的错误校正发生耦合和浴参数的函数。考虑到错误之间的空间和时间相关性，我们推导出代码中每个量子比特的错误率的精确表达式。我们数值研究了表面码中的错误之间的不同类型的空间相关性如何影响其阈值错误率。这使得我们能够通过研究单量子比特错误率何时达到相应的阈值来推导每个量子纠错周期的最大持续时间。当错误纠正失败时，代码中的错误率可以由每个量子位与浴的直接耦合、介导的亚光速相互作用或介导的超光速相互作用来控制。对于2D欧姆浴，由于诱导的超光速相互作用，每个量子纠错周期的可用时间在大代码大小$L$的热力学极限中消失，尽管它只像$1/\sqrt{\log L}$那样。对于考虑的所有其他浴类型，该时间仍然有限，为$L\rightarrow\infty$。
2014-02-13 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
Diagrammatic description of a system coupled strongly to a bosonic bath
我们研究了一个系统浴描述在强耦合制度，它是不可能的，以获得一个主方程的减少密度矩阵的系统浴耦合的直接扩展。一个具体的例子是在低频具有显著光谱权重的浴。通过酉变换，可以找到更合适的小展开参数。在这种方法中，我们构造了一个正式的精确扩展的主方程的Keldysh轮廓。我们考虑一个对角耦合到玻色子浴和非对角跳跃项的扩展的系统。最低阶展开等价于所谓的$P(E)$理论或非相互作用光点近似（NIBA）。高阶贡献的分析表明，有两个不同的类的高阶图。我们研究了如何这种扩展的收敛性取决于在零频率的显着权重的谱函数的形式。
2016-10-17 cond-mat.mes-hall quant-ph
Thermalization of a Lipkin-Meshkov-Glick model coupled to a bosonic bath
我们推导出一个Lindblad主方程，近似的Lipkin-Meshkov-Glick（LMG）模型弱耦合到玻色子浴的动力学。通过研究伴随主方程下的算子的时间演化，我们证明了，对于大的系统尺寸，这些运营商达到其热平衡期望值的长时间限制，我们计算的速度，在这些值接近。LMG模型的可积性在没有浴的情况下防止热化，我们的工作提供了一个明确的证明，浴确实恢复热化。强加热化在这个否则非热化模型概述了一条途径，对探测非常规的热力学性质预测发生在超冷原子为基础的实现LMG模型。
2019-08-16 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Diabatic errors in Majorana braiding with bosonic bath
基于马约拉纳模式的拓扑量子比特可能会受到非绝热误差的影响，这在原则上会限制拓扑量子计算的实用性。采用解析和数值相结合的方法，我们研究了在马尔可夫近似下耦合到玻色子浴的基于Majorana的拓扑Y结中的非绝热误差。从研究中，我们分析发现，在没有浴的情况下，只有对于完全平滑的脉冲形状，错误率才能在编织时间内呈指数级地小。因此，原始拓扑系统可以达到指数小的错误，即使是有限的编织时间。存在的一个占主导地位的耗散马尔可夫浴被发现，以消除这种指数缩放的错误的幂律缩放为$T^{-1}$与$T$是编织时间。然而，包含弛豫稍微改进了这种缩放，以作为$T^{-2}$。因此，耦合的拓扑系统的玻色子浴可以导致幂律编织时间非绝热错误，可能会限制拓扑保护操作的速度。
2018-08-29 cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con quant-ph
Fidelity of the surface code in the presence of a bosonic bath
我们研究的弹性的表面码的退相干所造成的玻色子浴的存在。这种方法使我们能够超越标准的随机误差模型通常用于量化在这个系统中的退相干和错误阈值概率。在一个量子纠错周期内精确计算了整个量子力学系统浴动力学。由于所有物理量子位都与浴相互作用，因此考虑了误差之间的时空相关性。我们计算了表面码的保真度作为量子纠错时间的函数。计算使我们能够将问题映射到一个具有两体相互作用的Ising类统计自旋模型上，该模型具有与逆浴耦合常数相关的虚拟温度。该模型从通常的伊辛模型的意义上说，相互作用可以是长程的，可以涉及复杂的交换耦合，此外，允许的配置的数量是有限的综合征提取。利用解析估计和数值计算，我们证明了在无限多个物理量子比特的极限下，自旋模型维持一个相变，这可能与表面码中存在一个错误阈值有关.对于最近邻相互作用的情况，给出了过渡点的估计。
2013-07-31 quant-ph
Flow of local sensitivity in a spin chain coupled to a bosonic bath
Qilimanjaro Quantum Tech（基利曼哈罗量子技术）
研究自旋链与玻色子库耦合时对编码参数局部灵敏度的流动，通过分析耦合对称性及不同耦合方式，发现霍斯坦耦合和杰恩斯 - 卡明斯耦合对灵敏度传递有不同影响，库频谱决定灵敏度能否返回自旋，还指出传输寄存器失敏情况。
2026-07-24 cond-mat.quant-gas 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
Entanglement of a spin-1/2 Ising-Heisenberg diamond spin cluster in the thermal bosonic bath
本文研究热玻色子浴环境下具有伊辛-海森堡相互作用的菱形自旋团簇的时间演化，利用负性度量分析中心自旋间的纠缠行为，揭示了环境参数对纠缠增强的影响及纠缠达到最大值的条件。
2025-07-22 quant-ph
Performance of dynamical decoupling in bosonic environments and under pulse-timing fluctuations
我们研究了抑制量子位退相通过乌里克动力学解耦（UDD）在非平凡的环境中建模的自旋玻色子形式主义。特别地，我们解决了以下情况：（i）量子位耦合到具有幂律谱密度的玻色子浴，以及（ii）量子位耦合到将能量耗散到玻色子浴中的单个谐振子，这体现了量子位的结构化浴的示例。然后，我们建模的随机时间抖动的影响，在UDD协议的排序脉冲应用时间从高斯分布集中在适当的值所规定的最佳协议。在情况（i）中，我们发现，当施加很少的脉冲并且考虑急剧截止时，对于超欧姆浴实现了更长的相干时间和鲁棒的UDD性能（针对随机定时误差）。另一方面，当考虑指数截止时，超欧姆浴是不期望的。在情况（ii）中，对于过阻尼谐波运动获得最佳方案。我们的研究为实现保护量子态不受退相干影响的优化方案提供了相关信息。
2017-01-05 quant-ph
Non-Markovian dynamics of a two-level system in a bosonic bath and a Gaussian fluctuating environment with finite correlation time
开放量子系统的演化特征通常编码在环境的关联函数中，或者等价地编码在相互作用的谱密度函数中。当环境是异质的，例如由具有不同谱函数的若干独立子环境组成时，子环境中的一个可以被认为是辅助的并且用于控制开放量子系统在环境的剩余部分中的退相干。例如，可以通过经由其谱密度的适当参数调整与子环境的相互作用的特性来实现控制。研究了两能级系统（量子比特）在三个相互独立的退相干通道影响下的非马尔可夫演化，其中两个通道具有经典性质，起源于与随机场的相互作用，第三个通道是与玻色子浴相互作用形成的量子信道.通过改变这些通道的谱密度，我们研究了它们对二能级系统的定态、密度矩阵的演化以及平衡态发射光谱的影响。此外，我们调查的旋转波近似适用于浴槽的结果的准确性的影响。
2020-08-12 quant-ph
Thermal Operations Involving a Single-mode Bosonic Bath
我们研究了在热力学定律约束下相干演化的局限性，并着重讨论了达到该界限的最优热力学操作。对于量子比特的情况下，我们发现一个热操作只涉及一个单模水库（STO），保持一般TO所允许的最大相干性。对于更高的维度，我们推导出一般的界限下的相干合并TO，并找到STO达到的界限。通过对两量子比特系统的应用，我们证明了在热力学资源理论中，擦除关联而保留边缘态不是自由的。由于STO结构简单，相干处理能力强，我们的研究结果对小量子系统热力学的理论和实验研究都具有重要意义.
2018-07-09 quant-ph
Extended system-bath entanglement theorem for multiple bosonic or fermionic environments
本文将系统-库纠缠定理扩展到多温度玻色子高斯环境的场修饰条件及费米子输运场景，使泵浦-探测等非线性光谱中的纠缠贡献可通过约化系统演化计算。
2024-01-18 physics.chem-ph quant-ph
Efficiently preparing chiral states via fermionic cooling on bosonic quantum hardware
本文提出一种利用模拟浴绝热冷却的协议，在玻色子量子硬件上高效制备费米子哈密顿量的低能态，实现线性冷却速率，并能制备Kitaev模型的手性拓扑相，且抗噪声。
2025-03-30 cond-mat.str-el quant-ph
Sub-Bath Cooling in Bosonic Systems: Gaussian Constraints and Non-Gaussian Enhancements
本研究提出了一种通用框架，用于冷却连续变量系统，揭示了高斯操作的约束和非高斯相互作用的增强作用，并展示了非高斯资源在冷却极限提升中的关键作用。
2025-12-11 quant-ph
Entanglement of remote quantum systems by environmental modes
我们研究了两个局域耦合到公共玻色子浴中的远程振子的量子力学纠缠的产生。从一个合适的模型的拉格朗日公式，我们推导出两个耦合的量子朗之万方程，精确地描述了两个本地振荡器的时间演化的耦合到玻色子浴的存在。数值求解的朗之万方程，使我们能够研究的对数负的时间演化的振荡器之间的纠缠产生。我们的研究结果证实并扩展了我们以前获得的发现，即只有当系统处于微观距离内时，嵌入在自由玻色子浴中的振荡器之间才能实现显着的纠缠。我们还考虑的情况下，玻色子谱密度的大幅修改，通过施加边界条件的浴模式。对于相应的边界条件波导的几何形状的浴，我们发现显着扩大纠缠代。这种现象还说明了一个近似模型，允许分析处理。
2011-11-25 quant-ph
Efficient variational approach to dynamics of a spatially extended bosonic Kondo model
我们发展了一种有效的变分方法来研究局域量子自旋耦合到一个移动的自旋玻色子浴的动力学。我们利用宇称对称性，通过正则变换将杂质自旋从环境中解耦，并将问题简化为相互作用的玻色子浴模型。我们用玻色高斯态作为变分模型描述了后者的相干时间演化。我们提供了完整的解析表达式，方程描述变时演化，可应用于研究在广泛的一类量子杂质问题的平衡现象。在论文[Y。Ashida { \it等人}，物理修订版信函123，183001（2019）]，我们提出了一个具体的应用，这种一般形式主义的分析里德伯中心自旋模型，其中自旋1/2里德伯杂质经历自旋变化碰撞在一个稠密的云的两个组件的超冷玻色子。为了说明浴原子的轨道运动所产生的新功能，我们比较我们的结果与Monte Carlo研究的模型与空间局部玻色子在浴中，其中随机位置的原子引起随机耦合的标准中心自旋模型。
2019-11-01 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Geometry of system-bath coupling and gauge fields in bosonic ladders: manipulating currents and driving phase transitions
与环境接触的量子系统显示出从耗散项和哈密顿项之间的相互作用中出现的丰富的物理学。在这里，我们专注于系统和浴之间的耦合的几何形状的作用。在具体的，我们考虑了一个耗散边界驱动的阶梯存在的规范场，它可以实现与离子微阱阵列。我们表明，根据几何形状，由浴施加的电流可以强烈影响的规范场导致非平衡相变。在不同的阶段，电流的大小及其空间分布都有显着差异。这些发现允许新的策略来操纵和控制量子系统中的传输特性。
2016-09-05 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Many-body bound states and induced interactions of charged impurities in a bosonic bath
量子介质中载流子的诱导相互作用和束缚态是研究量子输运的关键。超冷原子-离子系统为研究这一问题提供了一个方便的平台。在这里，我们调查的静态性质的一个和两个离子杂质在玻色子浴用量子蒙特卡罗方法。我们确定了三个双极化制度取决于原子-离子势的强度和它的两体束缚态的数量：一个微扰制度类似的情况下的一对中性杂质，非微扰制度，失去了准粒子字符的前，和多体束缚态制度，只能出现在一个束缚态的存在下，在两体势。我们进一步揭示了强烈的浴诱导的两个离子极化子之间的相互作用。我们的研究结果表明，数值模拟是必不可少的描述高度相关的杂质模型。
2023-03-28 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Quantum Alchemy and Universal Orthogonality Catastrophe in One-Dimensional Anyons
本研究针对一维任意子系统，将任意子映射转化为统计参数$\kappa$的连续变换，发现任意子态间存在由统计因子主导的普适正交灾变，并用硬核任意子模型验证，为量子模拟实验提供参考。
2023-12-18 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el math-ph
Equilibrium Correlation Functions of the Spin-Boson Model with Sub-Ohmic Bath
利用哈密顿量的流方程研究了自旋玻色子模型。我们的截断方案包括所有的耦合项，这是线性的玻色子运营商。从正则生成元$η_c=[H_0,H]$开始，其中$H_0$类似于非相互作用玻色子浴，流动方程表现出哈密顿流的普适吸引子。这允许在包括有限偏压的均匀框架内计算超欧姆、欧姆和亚欧姆浴的平衡关联函数。
2002-09-30 cond-mat.stat-mech quant-ph
Non-Markovian decoherence of a two-level system in a Lorentzian bosonic reservoir and a stochastic environment with finite correlation time
本文研究了玻色子浴中的二能级系统（量子比特）在外部经典涨落环境影响下的非马尔可夫演化。与浴的相互作用具有洛伦兹谱密度，并且波动环境（随机场）由一组Ornstein-Uhlenbeck过程表示。复合环境中的每个子环境都能诱导二能级系统的非马尔可夫动力学。本文用数值精确的分层运动方程方法研究了二能级系统的定态、约化密度矩阵演化和平衡态发射光谱与子环境频率截止和耦合强度的关系。此外，我们调查的旋转波近似（RWA）用于与浴的相互作用的结果的准确性的影响。
2020-07-02 quant-ph
Prethermalization in an open quantum system coupled to a spatially correlated Bosonic bath
研究耦合到空间关联玻色子浴的开放量子系统，发现当浴关联长度远大于原子间距时系统表现为近可积，并涌现出具有对数熵增长的预热态，可应用于量子纠缠存储器件。
2024-01-06 cond-mat.stat-mech quant-ph
Mobile Impurity in a Two-Leg Bosonic Ladder
本文结合 TLL 解析理论与 DMRG 数值模拟，研究双腿玻色梯中可动杂质的 Green 函数，揭示成键与反成键模式在不同耦合和动量下的幂律或指数衰减行为。
2025-07-24 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el 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
Quantum Phase Transition of Many Interacting Spins Coupled to a Bosonic Bath: static and dynamical properties
利用世界线和图解量子Monte Carlo方法、矩阵乘积态和变分方法，研究了强度为$J$的$N$自旋反铁磁相互作用量子系统与强度为$α$的玻色子谐振子耦合时的平衡性质和弛豫特征.我们发现，在欧姆制度下，Beretzinski-Schwarzless-Kosterlitz量子相变发生。虽然对于$J=0$的$α$的临界值随着$1/N$的增加而渐近地减小，但对于非零的$J$，它实际上与$N$无关，从而可以确定一个有限的$α$值范围，其中对于大的$N$，自旋相位相干性也被保留。然后，通过使用矩阵乘积态模拟，和Mori形式主义和变分方法à la Feynman联合，我们揭示了松弛的功能，特别是，表现出非单调依赖于温度的近藤效应。对于所观察到的量子相变，我们也建立了一个类似于固体中金属-绝缘体相变的判据。
2021-03-30 cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum engineering of a synthetic thermal bath for bosonic atoms in a one-dimensional optical lattice via Markovian feedback control
提出并研究了一种基于马尔可夫反馈控制的一维光晶格中玻色量子气体的合成热浴方案。我们的计划的性能量化的系统的稳态和有效的热状态之间的保真度。对于无相互作用的双阱和三阱系统，其稳态是一个精确的热态，这是由于所有耦合本征态对之间的转移率满足细致平衡条件。当有更多的晶格位置时，情况发生变化，其中细致平衡条件不再成立，但仍然是一个精确的近似。值得注意的是，我们的计划表现得非常好，在低温和高温制度，保真度接近1。在中间温度区（其中发生到玻色凝聚区的交叉）的性能稍差，保真度随着系统尺寸的增加而缓慢下降。我们还讨论了相互作用的情况。与非相互作用的情况相比，该方案被发现在较高的温度下执行得更好。另一个区别是，可以设计的最低温度是非零的，并且随着相互作用强度的增加而增加。
2022-05-12 cond-mat.quant-gas quant-ph
Quantum Entanglement at High Temperatures? II. Bosonic Systems in Nonequilibrium Steady State
这是一系列的三篇论文中的第二篇，研究在高温下量子系统在热平衡（情况A）、非平衡（情况B）和非平衡稳态（情况C）下的纠缠是如何可行的。我们在这里分析的系统由两个耦合的量子谐振子组成，每个谐振子都与它自己的浴相互作用，浴由标量场描述，温度设置为$T_1 > T_2$。对于这里研究的\textit{constant bilinear inter-oscillator coupling}（情况C1），由于高斯性质，即使对于强耦合，该问题也可以在任意温度下精确求解。我们发现，与相同NESS设置中的热传输相反，有效的纠缠判据通常不是浴温差的函数[1]。因此，降低其中一个热浴的温度并不一定有助于保护振荡器之间的纠缠。事实上，如果任何一个热浴的温度高于临界温度$T_c$，量子纠缠就会消失。通过对Langevin方程的推导，我们充分展示了该系统的纠缠动力学如何依赖于$T_{1}$、$T_{2}$、振子间耦合和系统浴耦合强度。对于弱的蒸发器-浴耦合，临界温度$T_c$大约是振荡器频率的倒数，但是对于强的蒸发器-浴耦合，它将取决于浴截止频率。我们的结论是，在大多数现实的情况下，玻色子系统在NESS与常数双线性耦合，“热纠缠”在很大程度上是一个虚构的。在论文III中，我们将研究\textit{time-dependent driven coupling }的情况（C2），它包含[2]中描述的参量泵浦类型，…
2015-03-12 hep-th quant-ph
Synthesizing and multiplexing autonomous quantum coherences
本文提出一种仅耦合玻色子浴的自旋系统方法，通过避免反作用破坏效应，非微扰地合成并多路复用量子相干性，以克服先前限制并用于原理验证实验。
2024-06-25 quant-ph
Quantum annealing of pure and random Ising chains coupled to a bosonic environment
我们使用一种基于准绝热传播路径积分（QUAPI）和矩阵积态（MPS）形式主义相结合的新型数值方法，研究了耦合到玻色子浴的纯随机横向伊辛链的量子退火。我们提出的数值结果高达64自旋的系统，并得出结论，浴干扰量子退火的纯和随机伊辛链。详细介绍了计算约化密度矩阵的数值方法。
2018-09-26 cond-mat.stat-mech quant-ph
Many-body localization proximity effect in two-species bosonic Hubbard model
本文研究双组分玻色 Hubbard 模型中的 MBL 邻近效应，通过数值动力学模拟给出随耦合强度和热库尺寸变化的相图，并发现大热库导致整体退局域化及扩散输运。
2023-03-29 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Quantum evolution speed in the finite-temperature bosonic environment
我们研究了两种有限温度环境中量子比特的量子演化速度。第一种环境是具有类欧姆谱的玻色子浴。研究发现，在弱耦合区，高温不仅导致量子演化的加速过程，而且导致量子演化的减速过程，这与强耦合区只表现出加速过程的情况不同;在强耦合区和弱耦合区，溶液欧姆性参数对量子演化速度的影响也不同.此外，我们还利用bang-bang脉冲实现了量子演化速度的可控和稳定。对于第二类非线性浴，我们采用超越Born-Markov近似的分层运动方程方法研究了量子比特的量子演化速度。结果表明，量子演化速度在弱耦合和强耦合区域的表现也是不同的。特别地，在强耦合区域中，量子演化速度可以通过温度的升高而减慢，这是一种反常现象，与量子演化速度总是随温度而增加的普遍认识相反。
2018-05-06 quant-ph
Microscopic theory of a non-equilibrium open bosonic chain
量子主方程是描述开放量子系统输运问题的重要工具。然而，他们遭受的困难，形状的Lindblad算子依赖于系统的哈密顿量。因此，在这一领域所做的大部分工作都集中在现象学的耗散者，局部作用于系统的不同部分。在本文中，我们展示了如何构建Lindblad耗散量子多体系统从微观理论的系统浴相互作用。我们特别考虑一个一维玻色子紧束缚链连接到两个浴在第一个和最后一个网站，保持在不同的温度和化学势。然后，我们表明，即使浴耦合是本地的，有效的Lindblad耦合器源于这种相互作用是固有的非本地的，影响系统的所有正常模式。然后，我们使用这种形式主义来研究通过系统的粒子和能量的电流，发现它们具有Landauer公式的结构，浴谱密度起着传递积分的作用。最后，我们考虑了无穷小的温度和化学电势梯度，并表明电流满足Onsager的倒易关系，这是微观量子动力学服从细致平衡的结果。
2016-10-17 cond-mat.stat-mech quant-ph
Bath-Induced Correlations Enhance Thermometry Precision at Low Temperatures
我们研究了冷玻色子浴的温度估计浴诱导的相关性的作用。我们的协议包括多个探针，这些探针不相互作用，它们最初也不相互关联。它们与玻色子样品相互作用并达到非热稳态，测量该稳态以估计样品的温度。众所周知，在稳定状态下，这种不相互作用的探针可能会相互关联，甚至纠缠。然而，这些相关性在计量学中的影响尚未得到深入研究。在这里，我们研究它们的作用，冷玻色子气体的测温，并表明，虽然是经典的，浴引起的相关性可以导致显着提高测温精度。这种改进在低温下尤其重要，因为在低温下实现高精度温度测量是特别苛刻的。所提出的测温方案不需要任何精确的动态控制的探头和调整的参数，是强大的噪声在初始准备，因为它是建立在系统的自然耗散动力学所产生的稳态。因此，我们的研究结果提出了新的可能性，在低温下，相关的，例如，在冷气体和玻色-爱因斯坦凝聚体的测温。
2022-01-31 cond-mat.quant-gas 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
Dissipation-Induced Order: The $S=1/2$ Quantum Spin Chain Coupled to an Ohmic Bath
我们考虑一个$S=1/2$反铁磁量子海森堡链，其中每个位置耦合到一个独立的玻色子浴欧姆耗散。与浴的耦合保持了整体SO（3）自旋对称性。使用大规模的，近似自由的量子蒙特卡罗模拟，我们表明，任何有限的耦合浴足以稳定远程反铁磁秩序。这与孤立的海森堡链形成鲜明对比，在孤立的海森堡链中，SO（3）对称性的自发破缺被Mermin-Wagner定理所禁止。线性自旋波理论分析证实，浴的记忆和伴随的延迟相互作用稳定的顺序。对于海森伯链，欧姆浴是一个边际扰动，因此需要指数大的系统尺寸来观察小耦合下的长程序。在这个长度尺度之下，我们的数值是由交叉制度主导的，其中自旋相关在空间和时间上表现出不同的幂律行为。我们讨论了这种交叉现象的实验相关性。
2022-08-05 cond-mat.str-el quant-ph
Fragmentation of a trapped bosonic mixture
通过精确可解模型解析研究俘获不平衡玻色子混合物的碎裂，发现系统-浴相互作用可诱导玻色子及其配对碎裂，且浴中玻色子越轻碎裂越强。
2022-12-10 cond-mat.quant-gas quant-ph
Non-Markovian Quantum State Diffusion in a Fermionic Bath
本文提出了一种描述费米环境（浴）中开放系统量子动力学的随机方法。薛定谔方程提供的完整量子演化被精确地重新表述为所谓的修饰量子轨迹上的概率平均。后者的定义如下。费米子环境可以表示为一个费米海，其“表面”被量子涨落的涟漪所覆盖。如果我们在粒子-空穴相干态的基础上考虑这些涨落，则这些涨落产生经典的粒子-空穴噪声，这种噪声的概率分布由真空的广义粒子-空穴Husimi函数给出。然后我们定义修饰量子轨道为开放系统和浴的演化，它以特定的粒子-空穴噪声样本为条件。由此产生的描述类似于玻色子浴的非马尔可夫量子态扩散。因此，我们希望我们的费米方法将分享其有利的性能，如可能进行非马尔可夫量子动力学的长时间蒙特卡罗模拟。
2019-09-12 cond-mat.str-el quant-ph
