Noise-induced suppression of MPO truncation errors in noisy random circuits and Lindbladian dynamics
Joint Center for Quantum Information and Computer Science, NIST/University of Maryland(量子信息与计算机科学联合中心,美国国家标准与技术研究院/马里兰大学);Joint Quantum Institute, NIST/University of Maryland(联合量子研究所,美国国家标准与技术研究院/马里兰大学);National Institute of Standards and Technology(美国国家标准与技术研究院);Department of Physics, University of Basel(巴塞尔大学物理系);Department of Mathematical Sciences, University of Copenhagen(哥本哈根大学数学科学系)
研究噪声随机电路和Lindbladian动力学中MPO截断误差的演化,发现截断误差随系统规模和时间指数收缩,提供更紧的L1截断误差界。
2026-11-10 cond-mat.stat-mech quant-ph
fractional-time deformation of quantum coherence in open systems: a non-markovian framework beyond lindblad dynamics
Ankara University(安卡拉大学)
本文提出了一种基于分数时间扩展的量子主方程,用于研究开放系统中量子相干性的非马尔可夫性特性。
2025-12-19 math-ph math.MP quant-ph
Random Lindblad equations from complex environments
本文证明了在追踪复杂构造油藏后,出现了以随机速率变量为特征的林德布拉德方程。我们的研究结果如下从一个概括的玻恩-马尔可夫近似,它依赖于分裂的复杂环境中的子水库的直接总和的可能性,每个人都能够诱导本身的马尔可夫系统的演化。强的非马尔可夫效应,这在微观上起源于与不同的子库纠缠,表征了平均系统衰减动力学。作为一个例子,我们研究了在有效二能级近似下描述的量子隧穿系统的反常不可逆行为。拉伸指数和幂律衰减行为产生的耗散和幺正跳跃动力学之间的相互作用。
2005-10-12 quant-ph
Lindblad dynamics of Gaussian states and their superpositions in the semiclassical limit
在半经典极限下,研究了Lindblad量子动力学产生的高斯态的Wigner函数随时间的演化。一种新的类型的相空间动力学得到的高斯维格纳函数的中心,其中Lindblad项一般引入一个非哈密顿流。除此之外,高斯近似产生协方差的动力学方程。近似成为精确的线性Lindblad运营商和二次哈密顿。将Wigner函数看作是二维坐标空间上的波函数,将相空间林德布拉德方程看作是具有非厄米哈密顿量的薛定谔方程,导出了另一组半经典方程.这些是能够描述的干扰项在维格纳函数中产生的叠加高斯状态,如证明了猫状态的非谐振子阻尼。
2019-01-31 math-ph math.MP quant-ph
Physically natural metric-measure Lindbladian ensembles and their learning hardness
Hefei National Laboratory for Physical Sciences at Microscale and Department of Modern Physics, University of Science and Technology of China(中国科学技术大学现代物理系和微观尺度物理国家实验室);Shanghai Branch, CAS Centre for Excellence and Synergetic Innovation Centre in Quantum Information and Quantum Physics, University of Science and Technology of China(中国科学技术大学上海分部、中国科学院量子信息科学与量子物理卓越协同创新中心);Shanghai Research Center for Quantum Sciences(上海量子科学研究中心);Department of Physics, Graduate School of Science, The University of Tokyo(东京大学大学院理学系研究科物理学专业)
研究随机李布兰德恩瑟的学习难度及其在加密中的应用,通过几何结构和统计查询框架证明学习复杂度,并设计物理不可克隆函数协议。
2026-01-05 quant-ph
Quantum space-time Poincaré inequality for Lindblad dynamics
该研究针对含相干漂移项的非细致平衡Lindblad动力学,拓展欠阻尼朗之万动力学变分框架,通过建立量子时空庞加莱不等式得到显式指数收敛估计,并证明哈密顿分量可加速混合,为量子噪声与吉布斯采样器提供理论支撑。
2025-01-13 math-ph math.DS math.MP
Quantitative propagation of chaos for Lindblad dynamics
Université Paris-Saclay, CentraleSupélec(巴黎萨克雷大学, 中央理工-高等电力学院)
研究Lindblad动力学中的开放量子系统,证明N粒子动力学在量子相对熵意义下收敛到非线性方程的张量解,提供定量混沌传播的界。
2026-05-07 math-ph math.MP quant-ph
Decoherence rate in random Lindblad dynamics
本文研究由随机 Lindblad 算符支配的开放混沌量子系统的退相干速率,发现其上限由 Hilbert 空间维度决定且与系综对称性无关,并揭示此类系统普遍表现出最快退相干。
2024-06-07 cond-mat.stat-mech hep-th quant-ph
Purification of Lindblad dynamics, geometry of mixed states and geometric phases
本文提出了一个在Hilbert空间中的非线性薛定谔方程,它的解的部分迹服从开放量子系统的林德布拉德方程.这个非线性薛定谔方程所涉及的动力学构成了林德布拉德动力学的一个纯化。这个非线性方程与其他薛定谔方程中出现的开放系统的理论。我们研究了(非绝热)的几何相位所涉及的这种净化,并表明,我们的理论统一了几个定义的几何相位的开放系统已被提出。我们研究了这种净化所涉及的几何结构,并表明它是一个复杂的几何结构,与一个更高的规范理论,即范畴双丛的连接结构。
2018-05-22 math-ph math.MP quant-ph
A Randomized Method for Simulating Lindblad Equations and Thermal State Preparation
Stanford University(斯坦福大学);City University of Hong Kong(香港城市大学);Duke University(杜克大学)
本文提出了一种随机化方法用于模拟 Lindblad 方程和高效制备热态,通过分解生成器并利用随机采样的跃迁算子,提高了量子模拟的效率。
2025-11-14 quant-ph
Driven-Dissipative Ground State Preparation: Mixing Time and Randomness
Virginia Tech(弗吉尼亚理工大学);University of Illinois Urbana-Champaign(伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校);Lawrence Berkeley National Laboratory(劳伦斯伯克利国家实验室)
本文提出一种随时间变化的驱动-耗散协议,利用随机林德布拉德算符的经验平均将任意初始态驱动至低能态,混合时间仅依赖哈密顿量本征值分布,适用于冷启动。
2026-10-06 quant-ph
A generic map from non-Lindblad to Lindblad master equations
当前量子非平衡中的许多感兴趣的问题都是由非Lindblad形式的密度矩阵的时间局域主方程(TLME)来描述的,也就是说,不是严格的概率守恒和/或马尔可夫的。在这里,我们描述了一种通用的方法,通过该方法,服从TLME的感兴趣的系统被耦合到一个辅助系统,使得组合系统加辅助系统的动力学是马尔可夫的,因此由林德布拉德方程描述。这反过来又使我们能够恢复原来的TLME动力学的属性,从物理解开这个相关的林德布拉德动力学。我们讨论了这一通用映射在两个领域目前感兴趣的应用。第一个是“热力学的轨迹”,其中非Lindblad主方程编码的动态大偏差属性,我们表明,相关的大偏差功能(即动态自由能)可以从适当的观测辅助恢复。第二个是量子滤波器,在这里我们展示了跟踪一个量子系统与另一个相同大小的量子系统进行连续零差测量在我们的框架中本质上是低效的。
2015-02-23 cond-mat.stat-mech quant-ph
Wave Matrix Lindbladization I: Quantum Programs for Simulating Markovian Dynamics
本文提出波矩阵 Lindblad 化算法,利用编码 Lindblad 算子的量子态副本模拟马尔可夫动力学,样本复杂度为 O(t²/ε),误差为 O(ε)。
2023-07-27 cond-mat.stat-mech cs.DS math-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
Quantum-jump vs stochastic Schrödinger dynamics for Gaussian states with quadratic Hamiltonians and linear Lindbladians
由林德布拉德方程描述的开放量子系统的高斯态动力学可以解析地求解具有二次Hamilton量和线性林德布拉德量的系统,表现出常见的耗散和退相干现象。众所周知,Lindblad动力学可以表示为随机纯态动力学上的系综平均,其可以被解释为单独的实验实现,其中随机动力学的形式取决于测量设置。在这里,我们考虑初始高斯态的量子跳跃和随机薛定谔动力学。虽然这两个解缠收敛到相同的Lindblad动力学平均时,个别的动态可以有质的不同。对于随机薛定谔方程,高斯态在演化过程中保持高斯态,随机微分方程控制相空间中心的演化和协方差矩阵的确定性演化。与此相反,由量子跳跃演化产生的单个纯态动力学一般不保持高斯性。应用Hagedorn波包的非厄米上下文中开发的结果,我们制定了一种方法来生成量子跳跃轨迹,完全描述在一个潜在的高斯状态的演变。为了说明的行为不同的unravellings相比,Lindblad动力学,我们考虑两个例子中的细节,这在很大程度上可以处理分析,谐振子受位置测量和阻尼谐振子。在这两种情况下,我们强调的差异,以及随机薛定谔和量子跳跃动力学的相似之处。
2022-10-27 math-ph math.MP physics.comp-ph
Distribution of waiting times between superoperator quantum jumps in Lindblad dynamics
开放耗散量子系统的时间演化是一个随机过程,它由一系列在随机时间发生的量子跃迁组成。在量子跃迁之间,量子系统在特定的量子态中空闲一段时间。基于超费米子/超玻色子形式和开放量子系统的一般Kossakowski- Lindblad主方程,我们发展了一种计算量子跳跃之间等待时间分布的方法。通过计算热力学平衡状态下费米系统的等待时间分布,说明了该理论的应用。
2016-05-07 cond-mat.stat-mech quant-ph
Lindblad dynamics of the quantum spherical model
本文分析了量子球模型中由林德布拉德方程描述的纯弛豫非平衡动力学。结果表明,再现的精确量子平衡态作为固定的解决方案和相关的经典Langevin方程的经典极限$g\to 0$的唯象要求固定的形式的Lindblad耗散,到一个整体的时间尺度。在半经典极限下,模型的行为变得有效的经典模拟之一,动力学指数$z=2$,和有效温度$T_{\rm eff}$,重整化的量子耦合$g$。一个独特的行为被发现的量子淬火,在零温度下,深入到有序相$g\ll g_c(d)$,$d>1$尺寸。只有$d=2$维度,一个简单的缩放行为成立,与动态指数$z=1$,而尺寸$d\ne 2$,对数校正缩放出现。自旋-自旋相关、增长的长度尺度和随时间变化的磁化率表明存在几个几何上不同的长度尺度。
2017-12-19 cond-mat.stat-mech hep-th math-ph
Asymptotic Entanglement and Lindblad Dynamics: a Perturbative Approach
考虑具有耗散Lindblad型动力学的开放二体量子系统。为了研究定态的纠缠,我们发展了一种微扰的方法,并将其应用到物理上重要的情况下,当一个纯粹的耗散扰动被添加到未扰动的发电机本身将产生可逆的幺正动力学。
2011-03-19 quant-ph
Uhlmann holonomy against Lindblad dynamics of topological systems at finite temperatures
Uhlmann相反映了密度矩阵的纯态在参数空间中遍历一个环的完整性,它已被用来表征有限温度下几个系统的拓扑性质。我们测试了Uhlmann holonomy对各种系统-环境耦合的量子动力学的林德布拉德方程描述的三个拓扑系统,包括苏-施里弗-海格尔(SSH)模型,Kitaev链,和Bernevig-Hughes-Zhang(BHZ)模型。在所有的例子中,如果初始状态是拓扑的,只有某些类型的Lindblad跳跃算子的乌尔曼阶段保持量化。拓扑保护在有限的温度下对环境的影响,量子动力学,因此证明,虽然只有一类有限的系统环境耦合。
2022-05-11 cond-mat.mes-hall quant-ph
Nonstandard derivation of the Gorini-Kossakowski-Sudarshan-Lindblad master equation of a quantum dynamical semigroup from the Kraus representation
本文利用非标准分析从无穷小时间演化的 Kraus 表示出发,通过估计无迹分量阶数证明量子动力学半群生成元的 GKSL 形式,并证明接近完全正映射具有接近 Kraus 算子。
2024-06-15 math-ph math.MP quant-ph
Lindblad dynamics of a quantum spherical spin
利用约化密度矩阵的林德布拉德方程,研究了单玻色自旋变量在铁磁体量子球模型约束下与外部热浴耦合的相干量子动力学.封闭系统的运动方程的几个量子可观的推导和精确求解。从量子光学的单模Dicke模型的关系进行了讨论。分析的相互作用的量子涨落和耗散及其影响的弛豫的时间依赖的磁化强度导致定性不同制度的弱和强的量子耦合的区别。考虑到该模型在外场中的行为作为一个简单的平均场近似的量子球形铁磁体的动力学,磁相位图似乎是可重入的,并提出了一个量子模拟的波动诱导秩序的成熟的经典例子。
2016-01-17 cond-mat.stat-mech hep-th math-ph
Wetting critical behavior in the quantum Ising model within the framework of Lindblad dissipative dynamics
本文研究了平板几何中全连通量子伊辛模型的一级相变附近共存区域内润湿界面在空间和时间上的临界行为。为此,我们采用Lindblad主方程形式主义,其中温度是继承的耦合到一个耗散浴,而不是作为一个功能参数,在传统的卡恩的自由能。Lindblad的方法不仅可以在整个相图中获得量子润湿界面的耗散动力学和稳态配置,而且还表明可以成功地利用润湿临界行为来表征相图,作为直接评估竞争相的自由能的替代方案。
2023-03-04 cond-mat.stat-mech quant-ph
Three approaches for representing Lindblad dynamics by a matrix-vector notation
开放量子系统的马尔可夫动力学由L-GKS方程描述,也称为林德布拉德方程。该方程用左、右矩阵乘法表示。该公式阻碍了数值实现。用矩阵-矢量符号表示动态克服了这个问题。我们回顾三种方法来获得这样的代表。该方法针对受自发发射影响的驱动二能级系统进行了演示。
2015-12-10 quant-ph
Entanglement dynamics under local Lindblad evolution
在有限维复合开放系统中的纠缠突然死亡(ESD)的现象在这里描述的两个二部以及多部的情况下,其中个别子系统进行Lindblad型热浴演化。ESD被认为是通用的非零温度的浴。在T=0时,热浴对两个量子比特的纯纠缠态的单侧作用不显示ESD。
2010-03-05 quant-ph
Decoherence Control and Purification of Two-dimensional Quantum Density Matrices under Lindblad Dissipation
量子耗散系统的控制可能是具有挑战性的,因为控制变量通常是系统哈密顿量的一部分,其只能沿着系统的幺正轨道产生运动。要在轨道之间转换,必须利用耗散超算子。为了将轨道间动力学从一般二维系统的哈密顿动力学中分离出来,我们将Lindblad主方程投影到密度矩阵的谱集合上,并将轨道上的位置解释为一个新的控制变量.由此产生的微分方程,使我们能够分析一般的二维Lindblad系统的可控性,特别是耗散项具有反对称部分的系统。我们扩展到两个维度上对可能的可净化系统进行分类。
2012-01-01 math-ph math.MP 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
Renyi Entropy Dynamics and Lindblad Spectrum for Open Quantum System
本文指出量子多体系统的Lindblad谱在强耗散区表现出分段结构和两种不同的能量标度。一个能量尺度确定不同段之间的分离,与耗散强度成比例,另一个能量尺度确定每个段的加宽,与耗散强度成反比。利用第二类Rényi熵动力学与Lindblad谱之间的关系,我们证明了这两个能量标度分别决定了第二类Rényi熵从一般初始态开始的短时动力学和长时动力学.这导致相反的行为,即,随着耗散强度的增加,短时间动态变得更快,长时间动态变得更慢。我们还将量子芝诺效应解释为仅占据零附近的Lindblad谱的特定初始状态,对于该初始状态,只有Lindblad谱的加宽能量标度重要,并且产生具有更强耗散的抑制动力学。我们用两个可以通过实验验证的具体模型来说明我们的理论。
2021-01-27 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Relativistic Lindblad description of the electron's radiative dynamics
Max Planck Institute for Nuclear Physics(马克斯·普朗克核物理研究所)
本文提出了一种相对论性Lindblad模型,用于描述电子在强激光场中的辐射动力学,结合辐射反应与真空波动,提供量子类比的Landau-Lifshitz方程。
2025-12-30 math-ph math.MP quant-ph
Lindblad dynamics in holography
本研究在AdS/CFT对偶框架下提出通过AdS理论计算Lindblad方程主导的开放量子系统CFT关联函数的方法,经AdS₃/CFT₂示例验证结果匹配,并探讨了弛豫与全息熵问题。
2025-07-31 cond-mat.stat-mech hep-th quant-ph
Thermodynamic deficiencies of some simple Lindblad operators
Lindblad类型的主方程在量子光学和量子信息领域已经获得了突出的地位,因为它们保证满足量子动力学的基本概念,如完全正性。当Lindblad算子被用来描述与开放量子系统接触的热库时,热力学基本热力学定律和涨落耗散定理提供了额外的强制性标准。我们展示了几个无辜的Lindblad运营商在这方面有问题的属性的例子。哈密顿和Lindblad项之间的兼容性标准以及违反的后果进行了讨论。另一种随机方法耗散量子动力学的概述和说明,通过谐波链模型的本地Lindblad运营商的方法失败。
2016-10-07 cond-mat.stat-mech quant-ph
Effective (Floquet) Lindblad generators from spectral unwinding
针对量子信道是否存在Lindblad形式时间无关生成元的NP难判定问题,本文利用完整动力学映射和Floquet理论提出谱解卷绕方法,通过最小化有效微运动获得候选有效Floquet生成元,从而降低搜索复杂度。
2025-06-03 cond-mat.quant-gas math-ph math.MP
Open-system dynamics in local Lindbladians with chaotic spectra
School of Physics and Astronomy, University of Minnesota(明尼苏达大学物理与天文学院)
研究满足随机矩阵理论的林德布拉德谱对局部和完全随机动力学的影响,发现早期时间演化准普适,且局域性约束本征算符的尺寸依赖,影响耗散下的算符增长。
2026-06-23 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Lindblad Approach to Nonlinear Jaynes-Cummings Dynamics of a Trapped Ion
介绍了开放量子系统的Lindblad方法,用于研究制备在非经典运动态中的单个囚禁离子的动力学,并对其内部布居进行了连续测量。这导致类似于量子芝诺效应中发生的动力学的抑制。特别是,修改Jaynes-Cummings崩溃和复兴所产生的初始相干态的运动在各种制度的相互作用与驱动激光详细处理。
1997-05-09 quant-ph
Flag-based Control of Orbit Dynamics in Quantum Lindblad Systems
在本文中,我们证明了一个$n$维Lindblad控制系统的动力学可以分为它的轨道间和轨道内的动力学时,有快速可控性。这可以被看作是密度算子谱的单纯形上的控制系统,其中代表本征空间的标志被看作是控制变量。当控制标志集被限制在一个有限子集时,可以分析该控制系统的局部能控性。特别地,存在对低纯度轨道有效的$n!$标志的自然有限子集。
2016-02-20 quant-ph
Kadanoff-Baym equations for interacting systems with dissipative Lindbladian dynamics
本文提出一种针对耗散NEGF理论的二次量子化方法,通过重新表述Keldysh思想以适应Lindbladian动力学并扩展Kadanoff-Baym方程,实现了关联和耗散的实时模拟,用于探索材料的瞬态和稳态电子、输运及光学性质变化。
2024-02-16 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Algebraic structures of the Lindblad equation
Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional(墨西哥国立理工学院高级研究中心);Universidad Autónoma Metropolitana(墨西哥自治大学)
本文揭示有限维开放量子系统Lindblad方程背后的代数结构,通过引入Liouville超算符的算子表示,将动力学表述为与模型无关的Hermitian算子闭代数,并推导出递归关系以高效构造代数,从而降低计算成本。
2026-06-26 math-ph math.MP quant-ph
Variational Quantum Algorithms for Simulation of Lindblad Dynamics
提出一种变分混合经典-量子算法,通过将密度矩阵和量子可观测量表示为量子叠加态并设计低深度变分量子线路,高效模拟 Lindblad 主方程的幺正与非幺正动力学,并在不同规模系统上验证了其近未来硬件实用潜力。
2023-05-18 quant-ph
Spectral theorem for the Lindblad equation for quadratic open fermionic systems
证明了由林德布拉德方程描述的n个费米子二次开放系统的量子动力学的谱定理。对于所有的特征值,构造了多体Liouville动力学的不变特征空间及其最大Jordan块。对于本征值为零,我们描述了一个代数程序(可能更高维)空间的(退化)非平衡稳态。
2010-05-05 quant-ph
Linear response and exact hydrodynamic projections in Lindblad equations with decoupled Bogoliubov hierarchies
The Rudolf Peierls Centre for Theoretical Physics, Oxford University(牛津大学鲁道夫·皮尔斯理论物理中心)
研究解耦Bogoliubov层次的无自旋费米Lindblad方程,揭示其晚期时间行为为扩散动力学,导致无限热态,并探讨其线性响应函数和流体投影。
2026-03-23 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
A Landau-Zener Lindblad equation and work extraction from coherences
我们表明,一个驱动的量子系统的动力学弱耦合到一个有限的水库可以近似的Landau-Zener跃迁的序列,如果水库的能级间距是足够大的。这种近似可以被公式化为一个重复的相互作用动力学,并导致一个量子主方程的驱动系统是Lindblad形式。通过与数值精确的全系统动力学的比较,验证了该方法。为了强调主方程中的一致性的作用,我们提出了一个模型系统,它表明,在它的存在下,可以从热储中提取工作,而如果相干消失,则无法提取工作。
2018-09-26 cond-mat.stat-mech quant-ph
Unifying Emergent Hydrodynamics and Lindbladian Low Energy Spectra across Symmetries, Constraints, and Long-Range Interactions
本文通过将平均动力学映射到Lindblad算符的低能谱,提出了一个通用框架,以理解具有不同对称性、约束和相互作用范围的Brownian random circuits中的电荷输运与弛豫行为。
2024-05-30 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
$\mathcal{PT}$ phase transition in open quantum systems with Lindblad dynamics
研究了开放量子系统中的宇称-时间相变,讨论了Huber \textit{et al}最近提出的一个Liouvillian $\mathcal{PT}$对称性判据. [J. Huber \textit{et al} .,SciPost Phys. $\textbf{9}$,52(2020)]。利用第三量子化方法,即求解开放二次系统林德布拉德方程的一般方法,我们用一个提出的$\mathcal{PT}$对称性判据,证明了当总自旋较大时,在$\mathcal{PT}$对称性破缺点处Liouvillian的本征值结构发生明显的变化.特别地,在$\mathcal{PT}$未中断相位中,一些本征值是纯虚数,而在$\mathcal{PT}$中断相位中,所有本征值是实数。从这个结果中,它是解析示出的开放量子系统,包括量子跳跃的动力学在长的时间限制的变化从振荡到过阻尼行为在建议的$\mathcal{PT}$对称性破缺点。此外,我们显示了Huber \textit{et al}准则之间的直接关系。Liouvillian $\mathcal{PT}$对称性和二次玻色子系统的物理量动力学。我们的结果支持了Liouvillian $\mathcal{PT}$对称性判据的有效性。
2022-03-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Floquet exceptional contours in Lindblad dynamics with time-periodic drive and dissipation
孤立量子系统的动力学是相干的和幺正的。与环境的弱耦合导致退相干,传统上用系统的密度矩阵的林德布拉德方程对其进行建模。从纯态开始,这样的系统以欠阻尼或过阻尼的方式接近稳态(混合或其他)。这种转变发生在Lindblad超算子的本征值简并处,称为例外点(EP),对应的本征向量合并。近年来,由于EP在其经典实现中所表现出的增强的灵敏度和拓扑特征,人们对在真正的量子域中创建特殊点的兴趣激增。在这里,我们提出了Floquet分析的一个原型量子比特的驱动器或振荡器的强度周期性变化。我们考虑模型与一个单一的振荡器,产生全局损失(相位阻尼)或模式选择性损失(自发发射)。在所有的情况下,我们发现,周期性调制导致EP线在小振幅的强度,和丰富的EP结构中的参数空间。我们的分析和数值计算结果表明,延长Lindblad Liouvillians的Floquet域是一个新的,潜在的首选路线访问异常点的瞬态动力学对Lindblad稳态。
2020-11-03 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
Dissipative Dynamics and Symmetry Breaking in Bosonic Sachdev-Ye-Kitaev Lindbladian
本文研究玻色型SYK模型与Lindbladian环境耦合下的耗散动力学,利用Schwinger-Keldysh路径积分揭示对称性破缺与相变,发现耗散可抑制倒置势不稳定性并产生新稳态相。
2025-08-06 quant-ph
Floquet-Lindblad Master Equation Approach to Open Quantum System Dynamics
提出 FLiMESolve 求解器,用于高效、准确地模拟时间周期开放量子系统,并在保持现有求解器优势的同时放宽 Lindblad 久期近似。
2025-01-07 physics.comp-ph quant-ph
Reversing Lindblad Dynamics via Continuous Petz Recovery Map
发展量子技术的一个重要问题是量子态对噪声非常敏感。我们提出了一个协议,引入反向动力学,以精确地控制量子系统对噪声所描述的Lindblad主方程。通过构造连续时间的Petz恢复映射可以得到系统的逆动力学。通过提供反向动力学的哈密顿量和跳跃算子的精确形式,我们探索了利用Petz映射的近最优恢复来控制噪声量子动力学的潜力。虽然时间相关的耗散工程使我们能够完全恢复一个单一的量子轨迹,我们也设计了一个时间无关的恢复协议,以保护编码的量子信息对退相干。我们的协议可以有效地抑制动力学的噪声部分,从而提供了一个有效的量子系统的幺正演化。
2022-02-25 quant-ph
Spectral resolution of the Liouvillian of the Lindblad master equation for a harmonic oscillator
形式化求解了描述开放系统动力学的谐振子Lindblad主方程。该解决方案产生的频谱分辨率的Liouvillian,即,所有的特征值和特征投影。在双正交系统和操纵希尔伯特空间的背景下,这种光谱分辨率进行了深入讨论,并揭示了每个本征投影的期望值的物理量的贡献。我们还构造了Liouvillian的阶梯算子,阐明了谱分辨的结构。
2010-07-29 math-ph math.MP quant-ph
Wigner-Lindblad equations for quantum friction
耗散力是普遍存在的,因而构成了实在物理学理论的重要组成部分。然而,耗散的量化在近一个世纪以来一直是一个公开的挑战。我们构造了经典摩擦的量子对应物,一种与运动方向相反的速度相关的力。特别地,推导出了满足坐标和动量的适当动力学关系的非线性不变量林德布拉德方程(即,Escherichfest方程)。数值模拟表明,该模型近似平衡。这些发现大大推进了对普遍有效的量子摩擦Lindblad模型的长期搜索,并为探索新的耗散现象提供了机会。
2016-04-20 math-ph math.MP physics.atom-ph
Continuously Monitored Quantum Systems beyond Lindblad Dynamics
本文研究超越Lindblad动力学的连续监测量子系统,通过解析工具计算可观测量期望值在量子轨迹上的概率分布,并以单量子比特和自由跳跃粒子为例验证。
2023-05-06 quant-ph
Dissipative frequency converter: from Lindblad dynamics to non-Hermitian topology
本研究通过Lindblad动力学和有效非厄米哈密顿量两种模型,探究三类耗散通道对二能级拓扑频率转换器量子化功率传输的影响,发现耗散会引发量子看门狗效应破坏功率传输,退相导致传输指数衰减,并揭示非厄米描述中存在非绝热过程。
2024-09-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
Constant-time equilibration of observables under rapid Lindbladian dynamics
Imperial College London(帝国理工学院);RWTH Aachen University(亚琛工业大学)
该研究针对快速林德布拉德动力学,提出可观测量特有的混合时间,证明局域可观测量平衡时间与系统大小无关,缩短耗散量子算法运行时间,还开发了对应量子启发经典算法,模拟验证了理论预测的有效性。
2026-10-06 math-ph math.MP quant-ph
Open quantum systems beyond equilibrium: Lindblad equation and path integral molecular dynamics
Freie Universität Berlin(柏林自由大学)
本文探讨Lindblad方程与路径积分分子动力学在非平衡系统中描述时间演化和稳态收敛的方法,通过原型系统验证其一致性与有效性。
2026-03-11 cond-mat.stat-mech physics.comp-ph quant-ph
Entanglement transitions in the quantum Ising chain: A comparison between different unravelings of the same Lindbladian
我们研究了Lindblad主方程形式的具有退相耗散的量子伊辛链中的纠缠动力学。我们考虑两个解开保持高斯形式的状态,允许解决大系统尺寸。第一种解释产生了量子态扩散动力学,而第二种解释描述了一种特定形式的量子跳跃演化,这种演化被适当地构造以保持高斯性。在第一种情况下,我们发现了一个交叉从面积律到量子纠缠律标度,并绘制了相关的相图。在第二种情况下,我们只发现了纠缠律标度,即同一个林德布拉德方程的不同解的不同纠缠行为。最后,我们将这些结果与非厄米哈密顿演化的预测进行比较,发现相互矛盾的结果。
2022-12-14 cond-mat.stat-mech quant-ph