Strongly coupled fermionic probe for nonequilibrium thermometry
研究强耦合于费米子浴的单费米子测温探针，揭示非马尔可夫动力学使QFI随时间非单调变化并在有限询问时间最大化速率，还分析了少费米子探针的集体精度增强。
2024-01-17 quant-ph
Nonequilibrium steady states in multi-bath quantum collision models
University College Dublin（都柏林大学学院）；University of Rochester（罗切斯特大学）
本文研究了多浴量子碰撞模型中非平衡稳态的形成与热化过程，揭示了非马尔可夫相互作用对热力学行为的影响。
2026-02-09 cond-mat.stat-mech quant-ph
On time-reversal and space-time harmonic processes for Markovian quantum channels
通过适当的伴随关系导出了完全正的非平衡离散时间量子马尔可夫演化的时间反演。引入时空调和过程作为正、逆时跃迁机制，讨论了它们在相对熵动力学中的作用。
2009-04-29 quant-ph
Nonequilibrium-induced enhancement of dynamical quantum coherence and entanglement of spin arrays
核自旋产生的随机磁场一直被认为是量子点自旋退相干的主要来源。在这里，我们得到了精确的和分析的方式通过超精细相互作用耦合到核自旋环境的自旋量子比特的动力学，超越了弱系统浴相互作用和马尔可夫近似。我们预测，在核浴中，化学电势梯度产生的详细平衡破坏导致了粒子数、量子相干性和纠缠的快速振荡，这些在传统情况下是不存在的（即，Overhauser噪声）。这是由于系统的非平衡特性，如振荡周期和化学势不平衡之间的关系所示。我们的结果揭示了非平衡态的细节平衡破坏对于增强自旋量子比特的动力学相干和纠缠的重要性。此外，我们的精确解明确地表明，由核自旋组成的非马尔可夫浴可以保持集体量子态，由于恢复的相干性。最后，我们提出了一个实验，使用超冷囚禁离子观察这些非平衡和记忆效应。
2017-07-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Oscillatory dynamics and non-markovian memory in dissipative quantum systems
研究了耦合到耗散环境中的量子小系统的非平衡动力学。结果表明：（1）相干到非相干跃迁附近的振荡动力学与经典阻尼谐振子的振荡动力学有着惊人的不同;（2）非马尔可夫记忆在量子猝灭后的时间演化中起着重要作用。
2013-03-13 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Electron pumping in the strong coupling and non-Markovian regime: A reaction coordinate mapping approach
我们研究了强耦合和非马尔可夫机制下的电子抽运。我们的模型是具有周期性调制的能量和隧穿振幅的单个量子点。我们确定了四个参数来控制电流的方向：驱动相位，耦合强度，驱动频率和谱密度的最大值的位置。在高频区域，我们使用马尔可夫嵌入策略将我们的模型映射到弱耦合到水库的三个串联量子点，从而允许我们使用Floquet主方程。我们观察到的整流效应的泵送的电荷，是专为我们的模型的非马尔可夫字符。在低频区域，我们应用了一个额外的变换，将我们的模型视为三个独立的传输通道。使用全计数统计，我们研究电荷的波动，并验证我们的模型作为一个单一的电子源。
2019-08-26 cond-mat.mes-hall quant-ph
Non-Markovian Quantum Heat Statistics with the Reaction Coordinate Mapping
本文将反应坐标映射与两点测量协议结合，比较映射前后两种热定义，发现基于剩余环境哈密顿量的定义在高度非马尔可夫区域中更符合热库行为。
2025-08-19 cond-mat.stat-mech quant-ph
Optimal nonequilibrium thermometry in Markovian environments
测量体温所需的最短时间是多少？在本文中，我们解决了这个问题的一大类的过程中，温度推断通过测量探针（温度计）弱耦合到感兴趣的样品，使探针的演变是很好地描述了量子马尔可夫主方程。考虑到最一般的控制策略的探头（自适应测量，任意控制探头的状态和哈密顿量），我们提供了在有限的时间内可实现的测量精度的界限，并表明，在许多情况下，这些基本的限制可以饱和一个相对简单的实验。我们发现，对于一般类的样品-探针相互作用的测量不确定性的缩放是成反比的过程的时间，一个散粒噪声样的行为，由于温度测量的耗散性而产生。作为一个侧面的结果，我们表明，探针-样品相互作用引起的兰姆位移可以在测温中发挥相关的作用，允许在低温制度的有限测量分辨率。更准确地说，测量不确定度随温度以多项式形式衰减为$T\rightarrow 0$，而不是通常的指数衰减为$T^{-1}$。我们说明了这些一般结果（i）量子位探针与玻色子样品相互作用，其中兰姆位移的作用被突出显示，以及（ii）$N$ -量子位探针和样品之间的集体超辐射耦合，这使得测量不确定性的二次衰减与$N$。
2022-12-01 quant-ph
Decoherence in a nonequilibrium environment
考虑耦合到一般非平衡环境中的量子谐振子。我们表明，退相干因子可以表示在一个可测量的有效温度，定义通过一个广义的波动耗散关系。我们进一步提出了一个简单的实验方案，以确定随时间变化的有效温度与工程油藏的线性保罗陷阱。我们的形式主义允许在一个统一的方式存在的任意数量的非马尔可夫噪声源的非平衡退相干的定量描述。
2010-11-24 quant-ph
Fluctuation theorems for non-Markovian quantum processes
利用以前的结果马尔可夫动力学和波动定理，我们研究的后果记忆效应的单一实现的非平衡过程中的一个开放系统的方法。最近提出的一个经典的非马尔可夫随机解开，这是证明导致标准的熵涨落定理的修正的帮助下，沿着单一的轨迹向前和向后的过程的熵产生。这种修正被解释为通过测量从系统中提取的信息与从环境到开放系统的信息流之间的相互作用：由于记忆效应，动力学过程的单个实现不再是独立的，它们的相关性从根本上影响熵涨落的行为。
2013-01-08 cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum Markovian Kinetic Equation for Harmonic Oscillator
本文提出了由林德布拉德方程描述的量子谐振子的特殊非平衡态。该方程使得确定由统计算子或统计矩阵产生的时变效应成为可能。从而找到了各自不同代表性的平衡统计矩阵，找到了具体的均值方程，并求出了它们的平衡解。
2013-02-01 physics.gen-ph quant-ph
Capturing non-Markovian dynamics with the reaction coordinate method
反应坐标技术是研究量子耗散动力学和量子热力学的重要工具。为了进一步建立这一工具，我们在这里探讨该方法在多大程度上可以捕获开放量子系统的非马尔可夫动力学。作为一个例子，我们研究了自旋耦合到谐振子库的纯退相干模型。我们比较自旋动力学和措施的非Markovianity从精确的解析解模拟的基础上的RC方法在一个二阶量子主方程的水平。我们发现，RC方法可以定量捕获非马尔可夫效应在强系统浴耦合和结构浴。这是合理的事实，集体RC浴模式，这是系统的一部分，保持系统浴的相关性。最后，我们应用我们的RC方法研究了非马尔可夫区域的自旋玻色子模型。
2021-11-10 quant-ph
Non-Markovian quantum dynamics and the method of correlated projection superoperators
描述开放系统非马尔可夫动力学的有效方法在量子力学的许多应用中起着重要的作用。在这里，我们回顾一些最重要的工具，是基于非平衡统计力学的投影算子技术。将标准的乘积态投影推广到一类新的相关投影超算子，它允许处理强记忆效应，并导致林德布拉德方程的非马尔可夫推广.
2007-07-02 quant-ph
Preservation Macroscopic Entanglement of Optomechanical Systems in non-Markovian Environment
研究了非马尔可夫环境下光机系统的动力学行为。在弱光机单光子耦合情况下，我们给出了一种充分考虑非马尔可夫记忆效应的解析方法。当腔浴耦合强度超过一定阈值时，形成经典腔场的振荡记忆态（称为束缚态）。由于非衰减光学束缚态的存在，即使在没有外部驱动激光的情况下，也保持了非平衡的光机械热纠缠。我们的结果提供了一个潜在的使用，产生和保护纠缠通过非马尔可夫环境工程。
2015-11-04 quant-ph
Geometry of quantum evolution in a nonequilibrium environment
从理论上研究了非平衡噪声环境下量子动力学演化的几何效应。根据动力学演化和演化态与初态的重叠，导出了含时几何相位的表达式。结果表明，由环境非平衡特性引起的频移对量子动力学的几何相位和演化路径起着至关重要的作用。环境的非平衡特性使得演化路径变长，降低了量子动力学中的动力学退相干和非马尔可夫行为。
2019-03-11 quant-ph
Non-Markovian generalization of the Lindblad theory of open quantum systems
利用非平衡统计力学中的投影算符技术，给出了一种系统地研究开放系统非马尔可夫量子动力学的方法。结合这些方法的概念，从量子信息理论和正映射的理论，我们得到了一类相关的投影超算子，考虑到在一个有效的方式开放系统和它的环境之间的统计相关性。结果是用来开发一个概括的Lindblad理论的制度，高度非马尔可夫量子过程中的结构化环境。
2007-02-17 quant-ph
Fermionic reaction coordinates and their application to an autonomous Maxwell demon in the strong coupling regime
我们建立了一个理论方法，它超越了弱耦合和马尔可夫近似，同时保持直观，使用量子主方程在一个更大的希尔伯特空间。该方法适用于所有杂质哈密顿隧道耦合到一个（或多个）浴的自由费米子。该方法的准确性原则上不受系统浴耦合强度的限制，而是受光谱密度的形状的限制，并且特别适合于研究远离宽带极限的情况。与玻色子的情况类似，我们称之为费米子反应坐标映射。作为一个应用，我们考虑一个热电器件由两个库仑耦合量子点。我们特别注意的制度，这个设备作为一个自主的麦克斯韦恶魔铲电子对电压偏置感谢信息。与以前的研究相反，我们不依赖于马尔可夫弱耦合描述。我们的数值结果表明，在强耦合和非马尔可夫制度，麦克斯韦恶魔往往是注定要消失，除了在一个狭窄的参数范围内的小功率输出。
2018-03-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Nonequilibrium dynamics of polariton entanglement in a cluster of coupled traps
详细研究了耦合极化激元陷阱系统中量子相干性（纠缠）的产生和弛豫。利用基于李代数的超算子技术，我们给出了该系统的马尔可夫耗散动力学（Master方程）的解析精确解，该解适用于任意团簇大小、极化激元-极化激元相互作用强度、温度和初始状态.基于Master方程在T= 0 K时的精确解，我们讨论了耗散对耦合极化激元系统量子纠缠动力学的影响。
2008-10-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Force-current structure in Markovian open quantum systems and its applications: geometric housekeeping-excess decomposition and thermodynamic trade-off relations
本文提出开放量子系统中力与流的反厄米算子结构，证明熵产生率由其乘积给出，并扩展了随机热力学的几何分解与热力学权衡关系。
2025-03-10 cond-mat.stat-mech quant-ph
Stochastic resetting induces quantum non-Markovianity
Centre for Fluid and Complex Systems, Coventry University（考文垂大学流体与复杂系统中心）
随机重置诱导量子非马尔可夫性，通过分析非马尔可夫性见证者揭示量子态演化中的记忆效应，并展示时间依赖重置可增强量子相关性。
2026-01-19 cond-mat.stat-mech quant-ph
Exact Nonequilibrium Steady State of an Open Hubbard Chain
本文讨论了由局域在链端的马尔可夫非相干过程驱动的开费米哈伯德链的载流非平衡定态。给出了任意耦合参数下精确多体密度算符的显式形式。矩阵产品形式的解决方案的结构编码在一个新的图解技术，应允许推广到其他可积非平衡模型。
2013-12-17 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el nlin.SI
Non-Markovianity and negative entropy production rates
熵产生在非平衡态热力学中起着重要的作用，它可以量化开放系统的不可逆性。它的积极性，可以确保为广泛的一类设置，但熵产生率有时可以成为负的。这通常被视为非马尔可夫动力学的指标。我们通过展示在哪些条件下负熵产生率意味着非马尔可夫动力学以及何时不意味着非马尔可夫动力学来精确地建立这种联系。这是建立在一个统一的语言中的两个设置：（i）从一个粗粒度的描述与一个单一的热浴由马尔可夫主方程描述的系统所产生的动力学和（ii）经典的哈密顿动力学的驱动系统，这是任意强烈耦合到一个单一的热浴。后一结果的量子版本不成立，尽管事实上，综合热力学描述是正式等同于经典的情况下。非马尔可夫动力系统的瞬时定态是本文研究的重要内容。我们的主要贡献是提供了一个一致的理论框架来研究有限时间热力学的一大类动力学与其非马尔可夫性的精确链接。
2018-11-08 cond-mat.stat-mech quant-ph
Exact Master Equation and General Non-Markovian Dynamics in Open Quantum Systems
量子和介观热力学的研究迫使人们回答与统计力学基础相关的两个基本问题：（1）宏观不可逆性如何从微观可逆性中产生？(ii)系统一般如何松弛到与其环境的热平衡？这些问题的答案依赖于对系统与环境相互作用的非平衡动力学的深刻理解。退相干也是发展量子信息技术的一个主要问题。在过去的二十年里，许多理论和实验研究致力于这个话题，这些研究大多采用马尔可夫（无记忆）近似。这些研究提供了一些基本问题的部分理解，如量子测量和量子到经典的转变等，但是，纳米固态量子信息处理的实验实现不可避免的强大的非马尔可夫记忆效应，从而使他们的研究是一个紧迫的和至关重要的问题。通过对一类开放量子系统的严格主方程的严格推导和对各种非马尔可夫过程的系统研究，我们发现退相干表现出意想不到的复杂性.我们证明了这些一般的非马尔可夫动力学表现在不同的开放量子系统。
2018-07-05 cond-mat.mes-hall quant-ph
Dynamical Mean-Field Theory for Markovian Open Quantum Many-Body Systems
开放量子多体系统描述了许多与量子模拟相关的实验平台，从超导电路阵列到光晶格中的超冷原子。它们的理论理解受到它们的大希尔伯特空间和它们的内在非平衡性质的阻碍，限制了许多传统方法的适用性。本文将非平衡玻色动力学平均场论推广到马尔可夫开放量子系统。在DMFT，Lindblad主方程描述的耗散玻色子的晶格被映射到一个杂质的问题，描述一个单一的网站嵌入在其马尔可夫环境和耦合到一个自洽场和非马尔可夫浴，后者占有限的晶格连通性校正超出Gutzwiller平均场论。我们开发了一个非微扰的方法来解决这个玻色子杂质的问题，它对待非马尔可夫浴在非交叉近似。作为第一个应用，我们讨论了具有非相干泵浦和两体损耗的驱动耗散玻色-哈伯德模型的稳态。我们发现，DMFT捕获跳跃引起的耗散过程中，完全错过了Gutzwiller平均场论，这至关重要地确定正常阶段的属性，包括重新分配的稳态人口，抑制本地增益和出现一个固定的量子芝诺政权。我们认为，这些过程的竞争与相干跳跃，以确定相变向非平衡超流体，导致强重整化的相边界在有限的连接。我们表明，这种转变发生作为一个有限频率的不稳定性，导致在时间上的一个重复的序参量，我们连接到一个量子多体同步过渡的量子范德波尔振荡器阵列。
2021-04-08 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Decoherence suppression of open quantum systems through a strong coupling to non-Markovian reservoirs
本文给出了一般开放量子系统，特别是类薛定谔猫态的退相干抑制机制，即通过强耦合到非马尔可夫库。与文献中通常的通过系统与环境解耦来抑制退相干的策略不同，本文利用非马尔可夫库的强反作用来抑制退相干。该机制依赖于非平衡态滞后格林函数的奇点（束缚态）的存在，它完全决定了开放系统的耗散和退相干动力学。作为应用，我们研究了耦合到波导的光子晶体纳米腔的退相干动力学。对光学猫态的退相干进行了强的非马尔可夫抑制。
2011-11-23 quant-ph
Exact solution of a boundary time-crystal phase transition: time-translation symmetry breaking and non-Markovian dynamics of correlations
在马尔可夫开放量子系统中，连续时间平移对称性的破缺通过非定态动力学相的出现而显现。表现出非平衡态过渡到这些相态的系统被称为时间晶体，它们可以在例如由集体耗散和长程相互作用控制的多体系统中实现。在这里，我们提供了一个完整的边界时间晶体相变的分析表征。这涉及到序参量和量子涨落的动力学的精确表达式，在时间结晶阶段，作为时间平移对称破缺的结果，量子涨落的动力学仍然是渐近非马尔可夫的。我们证明了边界时间晶体本质上是临界相，波动表现出幂律发散与时间。我们的结果表明，一个耗散的时间晶体相远远不仅仅是一个经典的非线性和非稳态（极限环）的宏观序参量的动力学。它是一个真正的多体相，其中相关性的性质明显不同于静态的。
2021-09-30 cond-mat.stat-mech quant-ph
Optimized auxiliary representation of a non-Markovian environment by a Lindblad equation
本文提出了一种将关联非平衡量子杂质问题映射到小尺寸辅助开放量子系统上的一般方案。原系统的无限费米水库，从而取代了少量的$N_B$的非相互作用的辅助浴网站，其动力学描述的林德布拉德方程。由于中间浴网站的存在下，对杂质网站的整体动态作用是非马尔可夫。借助于辅助Lindblad参数的优化方案，实现了精确的映射，其在增加$N_B$时变得指数精确。这个方案的基本思想以前提出的非平衡动力学平均场论的背景下。在对辅助林德布拉德方程的改进多体解策略（如Lanczos精确对角化或矩阵乘积态）的后续工作中，我们应用该方法研究了非平衡Kondo区。在本论文中，我们详细解决映射过程本身，而不是多体解决方案。特别是，我们调查的辅助系统的几何形状上的映射的精度为给定的$N_B$的影响。具体来说，我们提出了一个详细的收敛研究五种不同的几何形状，除了具有实际效用，揭示了重要的见解映射的基本机制。对于具有现场或最近邻Lindblad参数的设置，我们发现采用两个单独的浴链的表示相对于基于单链或常用星形几何的其他选择要准确得多。一个显着的改善是通过允许远程和复杂的Lindblad参数。这些结果可以是很大的价值时，研究Lindblad型相关系统的方法。
2016-08-16 cond-mat.str-el quant-ph
Quantum Mpemba Effect Induced by Non-Markovian Exceptional Points
Lanzhou University（兰州大学）
通过非马尔可夫异常点机制，在一般非马尔可夫弛豫过程中实现量子Mpemba效应，并利用可精确求解的耗散量子谐振子模型验证其可行性。
2026-05-29 quant-ph
Nonequilibrium transient dynamics of photon statistics
本文利用光场的双时间关联函数研究了光子统计的瞬态动力学。我们发现，在不同的时间t的瞬态关联产生一个平滑的过渡，从反聚束到聚束光子统计的弱系统-环境耦合制度。在强耦合制度，两个时间的相关性表现出聚束反聚束振荡，持续在瞬态过程中，并在稳态极限。光子聚束-反聚束振荡是强非马尔可夫动力学的一种表现，其中系统与其环境保持非平衡。我们还发现，初始环境温度对弱耦合区的反聚束到聚束跃迁和强耦合区的聚束-反聚束振荡有很大的影响。
2016-06-08 quant-ph
Spin-Induced Fractal Time-Crystal-Like Dynamics and Non-Markovian Memory in the Bateman Dual Oscillator
University of Stellenbosch（斯泰伦博斯大学）；National Institute of Theoretical and Computational Sciences (NITheCS)（理论与计算科学国家研究所）；University of Salerno（萨莱诺大学）
研究在无外部驱动下，Bateman双振子通过自旋诱导的相空间非对易框架产生时间晶体类行为、自相似标度结构和非马尔可夫记忆，揭示自旋作为共同物理起源。
2026-07-01 hep-th quant-ph
Exponentially accelerated approach to stationarity in Markovian open quantum systems through the Mpemba effect
遍历性破缺和慢弛豫是经典和量子环境下非平衡动力学的有趣方面。这些现象通常与相变相关，例如，在一阶相变附近出现亚稳状态或在临界点附近出现标度动力学。尽管是基本的利益，相关的不同的时间尺度是一个障碍，当试图探索稳态性能。在这里，我们表明，马尔可夫开放量子系统的弛豫动力学可以通过设计一个最佳的幺正变换，施加到量子系统之前的实际动力学指数加速。这种初始的“旋转”是以这样一种方式设计的，即量子系统的状态与衰减最慢的动力学模式正交。我们举例说明我们的想法--这是受到所谓的Mpemba效应的启发，即，水冻结更快时，最初加热-通过显示如何实现指数加速收敛到平稳的迪克模型，以及如何避免亚稳态制度，在所有对所有相互作用的自旋系统。
2021-03-08 cond-mat.stat-mech quant-ph
Excitation energy transfer efficiency: equivalence of transient and stationary setting and the absence of non-Markovian effects
我们分析了瞬态和稳态条件下光合复合体中激发能传递的效率。在瞬态设置的吸收过程被建模为一个单独的事件，导致随后的松弛动力学。在稳态条件下，吸收是一个连续的稳态过程，导致非平衡稳态。我们表明，就效率而言，这两种设置可以被认为是相同的，因为它们导致几乎相同的效率。我们还表明，非马尔可夫性对所产生的效率没有影响，即，相应的马尔可夫动力学导致相同的效率。而且，如果将动力学映射到适当的经典速率方程上，可以得到与量子情形相同的效率。
2013-04-11 physics.bio-ph physics.chem-ph quant-ph
Current fluctuations in nonequilibrium open quantum systems beyond weak coupling: a reaction coordinate approach
Trinity College Dublin（都柏林三一学院）；Universidad de Murcia（穆尔西亚大学）；King’s College London（伦敦国王学院）
本文基于反应坐标方法，研究了非平衡开放量子系统中强耦合下的电流涨落及其时间相关性，揭示了平均电流和其涨落与系统-环境耦合强度的非单调关系，并发现非经典特性对抑制噪声的作用。
2026-05-15 quant-ph
Nonequilibrium phases and phase transitions of the XY-model
我们得到了一个横向场XY自旋链的稳态相图耦合在其两端的磁库在不同的磁势。在长时间极限下，系统的磁化偏置产生载流非平衡稳态。我们描述了不同的非平衡相作为链的参数和磁势的函数，在他们的关联函数和纠缠内容。混合阶过渡，最近观察到的特定情况下的横向场伊辛链，建立出现作为一个通用的平衡功能和它的临界指数解析确定。并与马尔可夫库极限下的结果进行了对比。我们的研究结果将有助于建立扩展开放量子系统的非平衡相和相变的性质。
2020-09-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Possibility of the total thermodynamic entropy production rate of a finite-sized isolated quantum system to be negative for the Gorini-Kossakowski-Sudarshan-Lindblad-type Markovian dynamics of its subsystem
研究了孤立量子系统的热力学总熵产生率。特别是，我们考虑了一个量子模型的耦合谐振子在一个星配置，其中一个中心谐振子（系统）耦合到一个有限数量的周围谐振子（浴）。在这个模型中，当整个系统的初始状态由系统和浴的吉布斯态的张量积给出时，每个谐振子总是处于温度依赖于时间的吉布斯态。这使我们能够定义每个谐振子的含时热力学熵和总的非平衡热力学熵作为它们的总和。我们分析确认，总热力学熵满足热力学第三定律。我们的数值解表明，即使当系统的动力学很好地近似的Gorini-Kossakowski-Sudarshan-Lindblad（GKSL）型马尔可夫主方程，总热力学熵产生率可以是负的，而总热力学熵满足热力学第二定律。这一结果是对一般认为系统在GKSL型马尔可夫动力学下总熵产生率非负的一个反例。
2021-05-18 cond-mat.stat-mech quant-ph
Non-Markovian qubit decoherence during dispersive readout
我们研究了广义色散读出下的量子比特退相干，即，我们研究了一个耦合到谐振驱动耗散谐振子的量子比特。我们提供了一个完整的图片，允许任意大的量子位振荡器失谐，并考虑耦合到振荡器坐标的平方，这是相关的通量量子位。退相干时间的分析结果得到的量子位振荡器的哈密顿量的色散框架和随后的主方程处理超出马尔可夫极限的变换。我们预测从马尔可夫衰变到高斯形状的衰变的交叉。我们的结果证实了完整的量子位振荡器主方程在原始框架的数值解。
2012-05-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
A minimal quantum heat pump based on high-frequency driving and non-Markovianity
本研究提出由两个隧穿耦合单能级量子点构成的最小量子热泵装置，利用非马尔可夫系统-浴耦合与驱动诱导共振耦合工作，通过反应坐标映射结合Floquet-Born-Markov理论表征其性能。
2024-06-19 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Nonequilibrium quantum thermometry with noncommutative system-bath couplings
本研究通过非交换系统-环境耦合实现高精度量子温度计，在非平衡条件下提升热灵敏度和测量精度。
2025-12-22 quant-ph
Open-system approach to nonequilibrium quantum thermodynamics at arbitrary coupling
我们发展了一个超越微扰理论的描述耦合到热浴的开放量子系统的量子行为的一般理论。我们的方法是基于精确的时间局域量子主方程减少开放系统的状态，并在最小耗散的原则。这一原则导致了一个独特的处方的主方程分解成一个代表相干时间演化的哈密顿部分和一个描述耗散和消相干的部分。利用这种分解，我们演示了如何定义功，热和熵产生，制定热力学第一和第二定律，并建立违反第二定律和量子非马尔可夫性之间的联系。
2022-05-30 quant-ph
Generalized Quantum Fluctuation Theorem for Energy Exchange
针对弱耦合下Jarzynski-Wójcik涨落定理的局限，本文通过非马尔可夫动力学建立了适用于任意耦合强度的能量交换广义量子涨落定理，为设计高效量子热机奠定基础。
2024-07-31 quant-ph
Nonequilibrium thermometry via an ensemble of initially correlated qubits
Istituto Nazionale di Ottica del Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR-INO)（意大利国家光学研究所）；Department of Physics and Astronomy, Università di Firenze（佛罗伦萨大学物理与天文学系）；European Laboratory for Non-linear Spectroscopy, Università di Firenze（佛罗伦萨大学欧洲非线性光谱学实验室）
研究非平衡量子热计协议，利用量子比特作为温度探针，弱耦合到宏观热浴。通过热化过程的耗散器编码浴温，发现某些初始状态中量子 Fisher 信息在热化过渡期出现峰值，表明早期动态灵敏度增强。
2026-05-12 quant-ph
Exterior integrability: Yang-Baxter form of nonequilibrium steady state density operator
本文提出了一种新的量子转移矩阵，它是由各向同性自旋为1/2的海森堡（XXX）链的边界驱动林德布拉德方程中的耗散马尔可夫过程的稳态密度矩阵的Cholesky因子引起的.转移矩阵形成一个交换家庭的非厄米特运营商取决于频谱参数，这本质上是耗散耦合的强度在边界上。相应的Lax和monodromy矩阵的交织进行了一个无限维杨巴克斯特R-矩阵，我们明确构造，这是从标准的XXX R-矩阵的本质上不同。我们还讨论了构造非平衡定态密度算符的谱和本征态的Bethe近似的可能性。此外，我们表明存在一个变形的R-矩阵在无限维辅助空间的各向异性XXZ自旋1/2链，在一般情况下提供了一个新的，可能是准本地的，保守的批量XXZ动力学的序列。
2013-04-30 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Work extraction from quantum coherence in non-equilibrium environment
本文研究了非平衡环境中Markovian和non-Markovian区域下的ergotropy动力学，考虑了相干与非相干部分，发现非平衡环境比平衡环境的功提取更高效。
2024-06-01 quant-ph
Non-Markovianity during quantum Zeno effect
我们研究的Zeno和反Zeno效应的背景下，非马尔可夫动力学纠缠自旋玻色子系统与非相互作用水库。我们确定了增强的非马尔可夫签名在特定的两个量子比特分区的贝尔样的初始状态，结果表明，内部量子比特芝诺效应或反芝诺效应发生在与量子比特间的非马尔可夫动力学的系统参数的范围。有效芝诺或反芝诺动力学的时域与储层相关动力学的非马尔可夫时间尺度大约是相同的数量级，并且由于芝诺机制而引起的衰减速率的变化似乎与特定的两量子比特分区之间的信息流协调。我们扩展我们的分析，研究芝诺机制，非马尔可夫链使用三方国家所产生的供体-受体-汇模型的光合生物系统。
2013-04-11 physics.chem-ph quant-ph
Non-Markovian theory of vibrational energy relaxation and its applications to biomolecular systems
能量转移（弛豫）现象在自然界中普遍存在。在宏观层面上，热的唯象理论（傅立叶定律）成功地描述了热传递和能量流动。然而，它的微观起源仍在争论中。这是因为这些现象可以包含多体，多尺度，非平衡，甚至量子力学方面，这对物理，化学和生物学中解决能量转移现象的理论提出了重大挑战。在本文中，我们描述了我们最近的理论尝试，处理振动能量弛豫（VER）的生物分子系统，包括肽，卟啉和蛋白质。首先，我们利用（瞬时）简正模分析构造了一个简化模型，并进一步在振动模式之间加入非谐耦合。使用这样的模型结合含时微扰理论的非谐耦合，我们推导出非马尔可夫VER公式，这是适用于小的时间尺度，如亚皮秒。我们将VER公式应用于各种生物分子系统，讨论VER的时间尺度和机制，并与实验进行比较。最后，我们提到进一步的物理，化学和生物学中的能量转移现象的理论前景。
2010-03-25 physics.bio-ph q-bio.BM quant-ph
Non-Markovian dynamics in nonstationary Gaussian baths: a hierarchy of pure states approach
Universität Hamburg（汉堡大学）；The Hamburg Centre for Ultrafast Imaging（汉堡超快成像中心）；Max Planck Institute for the Structure and Dynamics of Matter（马普学会物质结构与动力学研究所）
本文提出了一种适用于非稳态高斯浴的纯态层次方法，通过扩展BCF分解，推导了主方程层次结构，并展示了其在非稳态压缩 reservoirs 中的高效性。
2026-03-12 quant-ph
Non-normality and dissipation in Markovian quantum dynamics: Implications for quantum simulation
Curtin University（科廷大学）
本文研究了马尔可夫开放量子系统中非正交性和耗散性的影响，揭示了非正交生成器如何导致暂态放大，从而影响量子模拟的稳定性与计算成本。
2026-08-05 quant-ph
Open quantum system in external magnetic field within non-Markovian quantum Langevin approach
研究了均匀磁场中带电粒子与中性玻色子热浴系统的非马尔可夫动力学。导出了随时间变化的渐近摩擦系数、扩散系数、回旋频率、坐标和动量的方差以及轨道磁矩的解析表达式。磁场的耗散和扩散过程中的作用说明了在低温和高温制度的几个例子。观察到了带电粒子的局域化现象。研究了耗散环境中量子系统的轨道抗磁性。找到了角动量的量子化条件。
2019-01-11 quant-ph
Generalized quantum Fokker-Planck equation for photoinduced nonequilibrium processes with positive definiteness condition
本文详细推导了适用于光诱导量子动力学过程的广义量子Fokker-Planck方程。将Caldeira和Leggett（CL）[Caldeira和Leggett，Physica A 121，587（1983）]开创的路径积分方法推广到非平衡影响泛函，该泛函已在基态和激发态电子浴可以不同的一般情况下得到。非平衡和非马尔可夫效应占一贯通过扩大的影响功能的指数的路径相对于时间的二阶。这个过程的结果在近似只涉及单时间积分的影响功能的指数，但与其他时间相关的边界项，已被忽略在以前的作品。边界项使时间演化方程的推导复杂化，但不影响与位置相关的物理观测量或稳态极限下的动态。对于去掉边界项的有效密度算子，在解析连续的复空间域中，通过有效作用量的短时展开和高斯积分，导出了时间演化方程.这导致GQFPE的紧凑形式，具有时间依赖的核和附加项，这使得所得方程为Dekker形式[H. Dekker，Phys.Rep.80，1（1981）]。在Drude截止的欧姆谱密度情况下，对方程的主要项进行了分析，结果表明新的GQFPE在中高温极限下满足正定性条件。
2016-01-19 quant-ph
Spin-Induced Non-Markovian Time-Crystal-Like Dynamics and Fractal Scaling in the Bateman Dual Oscillator
该研究通过Bateman双振子框架展示了一个封闭量子系统可以在没有外部驱动的情况下产生持久的时间晶格状动力学，其核心方法是利用自旋诱导的空间变形生成有效的Bateman振子结构，并通过非马尔可夫减少动力学揭示了自相似分形缩放与非平衡子系统动力学之间的联系。
2026-07-07 hep-th physics.soc-ph quant-ph
