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 quantum feedback from homodyne measurements: the effect of a non-zero feedback delay time
在反馈延迟时间为非零的情况下，我们精确地解决了基于零差测量的反馈回路中腔模的非马尔可夫动力学。通过适当地选择反馈参数，该方案能够显著地增加腔模的退相干时间，即使延迟时间不比退相干时间本身小得多。
1999-02-24 quant-ph
Markovian feedback to control continuous variable entanglement
我们提出了一个实现连续变量纠缠量子反馈控制的模型。它由两个相互作用的玻色子模组成，受到振幅阻尼，达到纠缠高斯稳态。通过马尔可夫（直接）反馈的可能性，大大提高纠缠度。
2005-04-18 quant-ph
Strong coupling non-Markovian quantum thermodynamics of a finite-bath system
本文通过精确求解中心自旋与自旋浴的强耦合非马尔可夫模型，计算了功、热、熵产生等量子热力学量，并发现自旋浴可作为量子电池的充电器。
2025-08-26 cond-mat.stat-mech quant-ph
Unraveling of a generalized quantum Markovian master equation and its application in feedback control of a charge qubit
在单电子晶体管连续监测下的电荷量子比特的背景下，我们提出了一个解开的广义量子马尔可夫主方程到一个合奏的随机点过程的个人量子轨迹。一个次优的反馈算法实现到个人的量子轨迹，以保护所需的纯态。在足够的反馈强度的情况下，电荷量子比特的相干振荡原则上可以维持任意长的时间。反馈控制的有效性也反映在检测器的噪声谱中。随着反馈强度的增加，信噪比显著上升，使得它甚至可以超过量子测量中的Korotkov-Averin界限，表现出量子比特的几乎理想的量子相干振荡。所提出的解开和反馈协议可以打开在量子计算算法中维持电荷量子比特的理想相干振荡的前景。
2015-02-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
Non-Markovian coherent feedback control of quantum dot systems
提出了一种非马尔可夫相干反馈控制单量子点系统的方案。反馈回路经由量子点的自然源极和漏极浴之间的量子隧穿结闭合。导出了描述量子点动力学的精确反馈控制非马尔可夫朗之万方程。为了处理Langevin方程中的非线性记忆函数，我们分析了基于格林函数的根轨迹，从根轨迹可以看出，通过增加反馈耦合强度可以抑制量子点的退相干.通过一个单量子点系统的例子验证了非马尔可夫相干反馈抑制退相干的有效性。
2015-12-17 quant-ph
Quantum processes as thermodynamic resources: the role of non-Markovianity
本文研究了非马尔可夫性在量子热力学中的作用，通过定义四类提取协议层级，揭示了三种物理机制使非马尔可夫性增加可提取功，证明其是提升热力学性能的基本资源。
2025-05-28 quant-ph
Thermodynamic meaning and power of non-Markovianity
我们建立了非马尔可夫记忆效应和工作等物理量之间的联系。我们展示了记忆效应如何被解释为可以从量子系统中提取的工作的复兴。我们证明了非马尔可夫性可能允许增加的可提取的工作，即使系统的熵增加。我们的结果在量子热力学和量子信息理论中都有重要的意义。在前一种情况下，它们为理解非马尔可夫开放系统场景中的工作等概念铺平了道路。在后一种情况下，他们会导致有趣的后果量子态合并协议中存在的噪声。
2015-04-24 quant-ph
Thermodynamics of Precision in Markovian Open Quantum Dynamics
热力学和动力学的不确定性关系表明之间的权衡的相对波动的观测量和热力学量，如耗散和动力学活动。虽然这些关系在经典系统中已经得到了很好的研究，但在量子领域中仍然没有得到很大的探索。在本文中，我们研究了马尔可夫开放量子系统的这种权衡关系，其潜在的动力学是量子跳跃，如热过程和量子测量过程。具体来说，我们推导出有限时间的下限的相对波动的动力学观测值和他们的第一次通过时间为任意的初始状态。该界表明，观测量的精度不仅受热力学量的约束，而且受量子相干性的约束。我们发现，在一类非简并能级系统的耗散过程中，相对涨落与熵产生或动力学活动的乘积被量子相干性增强。我们的研究结果提供了深入了解的生存经典的量子情况下的不确定性关系。
2022-04-11 cond-mat.stat-mech quant-ph
LQG feedback control of a class of linear non-Markovian quantum systems
针对一类线性非马尔可夫量子系统，提出了一种线性二次高斯（LQG）反馈控制策略。针对非马尔可夫开放量子系统的增广马尔可夫模型，基于白化量子滤波器的状态估计，设计了反馈控制律。在这个增广的马尔可夫模型中，辅助系统扮演着环境的内部模式的角色，将白噪声转换为洛伦兹噪声，而主系统由于与辅助系统的直接相互作用而服从非马尔可夫动力学。仿真结果表明，当辅助系统受到热噪声干扰时，采用白化滤波器的LQG控制器在最小化主系统光子数的问题上获得了比采用马尔可夫滤波器的LQG控制器更好的控制性能.
2016-01-04 quant-ph
Thermodynamics and the quantum speed limit in the non-Markovian regime
研究了非马尔可夫状态下开放量子系统的量子速度极限。从能量涨落、熵产生率和动力学活动等热力学量出发，给出了从初始态到最终态所需时间的下界.对于满足细致平衡条件的马尔可夫进化，已经分析了这样的界.在这里，我们将这种方法推广到处理由时间局部生成元控制的任意演化。我们的分析说明了量子比特演化的三个典型例子：振幅阻尼，纯退相，和永远的非马尔可夫演化。
2021-10-08 quant-ph
Thermodynamic fingerprints of non-Markovianity in a system of coupled superconducting qubits
利用和表征系统与环境相互作用产生的记忆效应是超越标准马尔可夫极限的量子水库工程的关键先决条件。在本文中，我们研究了一个原型的非马尔可夫动力学实验实现超导量子比特。我们严格量化非马尔可夫性，突出环境温度对马尔可夫到非马尔可夫交叉的影响。我们研究记忆效应如何影响，特别是抑制，在驱动量子位上执行工作的能力。我们表明，在量子位上执行的平均工作可以用作诊断工具来检测是否存在记忆效应。
2018-03-15 quant-ph
Thermodynamics of Markovian Open Quantum Systems with Application to Lasers
本文综述了用 Lindblad 型马尔可夫主方程描述开放量子系统的热力学方法，并借助量子相对熵将其应用于激光模型研究。
2023-09-24 quant-ph
Hierarchical-environment-assisted non-Markovian and its effect on thermodynamic properties
我们考虑一个微观碰撞模型，即，量子系统与由辅助系统和储存器组成的分级环境相互作用。研究了系统与辅助系统、辅助系统与水库的耦合强度、系统与环境的初始相关性以及环境的相干性对系统非马尔可夫性的影响。然后，通过对系统熵变特别是具有记忆效应的热交换熵变的研究，揭示了非马尔可夫演化过程中熵变在正负之间变化的实质是由相干性决定的热流贡献。而系统与环境之间的信息流动总是伴随着能量的交换。
2020-10-26 quant-ph
Thermodynamic description of non-Markovian information flux of nonequilibrium open quantum systems
开放量子系统的一个基本问题是非马尔可夫性的分类和量化。在基于数量的非马尔可夫性测度的争论中，信息回流对非马尔可夫性的直观性引起了广泛的讨论。然而，对于一个给定的系统状态，要描述信息流并显示其与非马尔可夫性的联系并不容易。本文利用热力学和信息论的概念，讨论了静态环境下开放量子系统的信息流的一个可能定义。我们提出了一个简单的协议，以显示系统如何尝试与其环境共享信息，以及它如何建立系统与环境的相关性。我们还表明，从相关性返回的信息表征的非马尔可夫性和系统动力学的不可分割性的层次结构。
2018-01-23 quant-ph
Non-Markovianity through entropy-based quantum thermodynamics
我们引入了一种广义的方法来表征量子动力学映射的非马尔可夫性通过破坏的单调性的热力学函数。通过采用基于熵的量子热力学公式，我们利用热量和熵之间的关系，提出了一种基于单量子比特量子演化热流的非马尔科夫性度量。这种测度可以应用于不反转内能符号的么正动力学映射。在一定条件下，它也可以推广到其他热力学函数，如内能和功流。在这种情况下，热和量子相干性之间的自然联系可以被确定为既有单位又不相干的动力学映射。作为应用，我们探讨耗散和非耗散量子动力学过程，说明我们的热力学量词和良好建立的措施通过量子相干性定义之间的兼容性。
2023-03-27 quant-ph
The Quantum Theory of MIMO Markovian Feedback with Diffusive Measurements
MIMO（multiple-input multiple-output）是单输入单输出（single-input single-output，SISO）结果丰富的数学结构和实际应用，一直受到反馈控制工程师的关注。量子反馈控制中的一个突出问题是Wiseman和Milburn [Phys. Rev. Lett. { \bf 70}，548（1993）]到多个输入和多个输出。在这里，我们推广的SISO零差介导的反馈理论，允许多个输入，多个输出，和\emph{arbitrary}扩散量子测量。因此，我们得到了一个MIMO框架，类似于SISO理论，其额外的数学结构是突出的向量算子代数的广泛使用。
2011-02-24 quant-ph
Bayesian feedback versus Markovian feedback in a two-level atom
我们比较了两种不同的方法来控制一个连续监测的开放量子系统的动力学。第一种是马尔可夫反馈，由Wiseman和Milburn [Phys. Rev. Lett. { \bf 70}，548（1993）]。第二种是基于系统状态估计的反馈，最近由Doherty { \em et al.}开发。[Phys.Rev.A { \bf 62}，012105（2000）]。为了简洁起见，我们选择将其称为{ \em贝叶斯反馈}。对于具有非线性动力学的系统，我们期望这两种反馈控制方法给出明显不同的结果。最简单的非线性系统是一个受驱动和阻尼的二能级原子，所以我们选择它作为我们的模型系统。监测采用原子荧光的零差检测，控制采用调制驱动。在这两种情况下，反馈的目的都是在存在无效检测和其他形式的退相干的情况下，使原子的内部状态尽可能接近于任意选择的纯态。我们的研究结果（获得不诉诸随机模拟）证明贝叶斯反馈是从来没有劣于，通常是优于，马尔可夫反馈。然而，这将是更难以实现比马尔可夫反馈，它失去了它的优越性时，明显简化近似。因此，面对不可避免的实验缺陷，哪种形式的反馈更好还不清楚。
2002-01-31 quant-ph
Non-Markovian control of qubit thermodynamics by frequent quantum measurements
我们探讨了频繁的，脉冲量子非破坏测量的能量的二能级系统（TLS），别名量子比特，在接触热浴的影响。由此产生的熵和温度的系统和浴被发现是完全由测量速率，并不期望由标准的物理规则，持有马尔可夫浴。这些异常允许非常快速地控制量子位的加热、冷却和状态净化（熵减少），比它们的热平衡时间快得多。
2009-08-28 quant-ph
Employing Non-Markovian effects to improve the performance of a quantum Otto refrigerator
将量子热力学扩展到超出标准热力学设置的情况，是其发展的一个重要而有趣的方面。一种这样的情况是结构化的环境，诱导非马尔可夫动力学的热力学后果的分析。我们研究了一种量子奥托制冷机，其中标准的马尔可夫冷库被一个特定的工程冷库所取代，这可能会导致量子制冷系统的马尔可夫或非马尔可夫动力学。通过改变制冷剂和储液器之间的耦合，可以互换这两种动态状态。非马尔可夫效应的增加将与耦合强度的增加有关，这反过来将使存储在相互作用哈密顿量中的能量，即相互作用能，变得越来越相关。我们展示了品质因数，性能系数和冷却功率，改变不可忽略的相互作用能，讨论如何忽略这种影响将导致高估的冰箱性能。最后，我们还考虑了一个自旋量子制冷机的数值模拟实验可行的参数，以更好地说明非马尔可夫效应引起的工程冷库。我们认为，一个温和的非马尔可夫动力学表现得更好，无论是一个马尔可夫或一个强大的非马尔可夫制度的运作。
2020-07-21 cond-mat.stat-mech quant-ph
Optimal control of non-Markovian open quantum systems via feedback
研究了非马尔可夫开放量子系统在弱测量下的最优控制问题。基于非马尔可夫主方程，我们精确地估计了非马尔可夫效应对系统与耗散库相互作用动力学的影响。我们发现，非马尔可夫水库对系统的双重影响：耗散和反作用。耗散耗尽了量子系统的相干性，而反作用又使量子系统的相干性得以恢复。此外，我们利用随机最优控制所得到的控制律和相应的最优原理设计了控制哈密顿量。最后，我们考虑了由谐振子组成的耗散库中量子比特的精确退相干动力学，并证明了我们的最优控制策略的有效性。仿真结果表明，无论是非马尔可夫系统还是马尔可夫系统，在没有控制的情况下，系统的相干性都会完全丧失。然而，最优反馈控制将其引导到围绕目标波动的平稳随机过程。在这种情况下，退相干可以得到有效的控制，这表明在量子信息和量子计算中可以设计具有最优反馈控制的工程人工水库来保护量子相干性。
2010-04-26 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
Macroscopically deterministic, Markovian thermalization in finite quantum spin systems
非平衡态热力学的一个关键特征是粗糙可观测量的马尔可夫确定性弛豫，例如两个宏观物体之间的温度差，它几乎独立于初始状态的所有细节。我们证明了对于给定的磁化差，中等大小的自旋1/2系统的幺正动力学可以产生相同类型的弛豫动力学。这一观察可能有助于理解封闭量子系统中热力学的出现。
2014-04-07 cond-mat.stat-mech quant-ph
Dynamically Emergent Quantum Thermodynamics: Non-Markovian Otto Cycle
本研究采用动态涌现量子热力学方法，基于Fano-Anderson模型与精确量子主方程分析非马尔可夫量子奥托循环，发现非马尔可夫浴可提升循环功输出与效率，且提升源于谱密度峰值频率区间内的重整化频率效应。
2023-08-18 quant-ph
Gauge Quantum Thermodynamics of Time-local non-Markovian Evolutions
研究时间局域非马尔可夫主方程的规范量子热力学，将电流和功率定义为过程依赖量，揭示对称变换对热力学量的影响，并证明量子热机效率受卡诺界限约束。
2023-07-31 quant-ph
The Trinity of Markovian Quantum Thermodynamics: Unifying the Axiomatic, Microscopic, and Operational Paradigms
Trinity College Dublin（都柏林三一学院）；Trinity Quantum Alliance（三一量子联盟）；University of Vienna（维也纳大学）；Heriot-Watt University（赫瑞瓦特大学）
研究马尔可夫量子热力学中三种范式的关系，通过证明满足特定条件的热林德布拉德算符在三种范式下的等价性统一现有方法，还给出微观协议模拟热马尔可夫过程并通过实例说明适用性，为其建立统一基础。
2026-07-20 quant-ph
Impact of non-Markovian evolution on characterizations of quantum thermodynamics
本文研究非马尔可夫演化对量子热力学特征的影响，利用几何和物理性质度量计算量子速度极限时间，揭示其对量子电池再充电过程及放电-充电循环的影响。
2023-07-06 quant-ph
Deterministic quantum master equation for non-Markovian signal processing
Instituto de Física de São Carlos, Universidade de São Paulo（圣卡洛斯物理研究所，圣保罗大学）
本文推导了描述一般反馈的确定性主方程，用于建模具有记忆反馈和复杂频率依赖性的系统。
2026-07-22 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
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
Signal Flows in Non-Markovian Linear Quantum Feedback Networks
在快速发展的量子技术的支持下，在不久的将来有可能以更大的规模将量子系统网络化。为了处理固态器件中普遍存在的非马尔可夫动力学，我们提出了一个基于传递函数的线性量子网络建模框架，其中信号流图被应用于通过量子信号流来表征网络拓扑。我们定义了一个非交换环$\mathbb{D}$，并使用它的元素来构造主动和被动系统的哈密顿量，变换和传递函数。直接和间接相干量子反馈系统的信号流图清楚地显示了通过双向信号流的反馈回路。重要的是，从输入到输出场的传递函数导出的非马尔可夫量子系统的有色输入，从马尔可夫输入输出关系可以很容易地得到作为一个极限情况。此外，该传递函数具有类似于\sd图像中众所周知的散射变换的对称结构。最后，我们表明，这些传递函数可以集成到建立复杂的反馈网络，通过互连，串行产品和反馈，其中可能包括直接或间接的相干反馈回路，量子信号节点之间的传递函数可以计算的Riegle的矩阵增益规则。该理论为非马尔可夫线性量子反馈网络的频域建模、分析和综合奠定了基础。
2014-12-17 math.OC quant-ph
Continuous and time-discrete non-Markovian system-reservoir interactions: Dissipative coherent quantum feedback in Liouville space
基于张量网络实现的路径积分减少指数记忆缩放多项式的效率和Liouville空间实现的时间离散量子存储器，我们研究了量子系统同时暴露于两个结构水库。为此，我们采用了一个数值精确的准二维张量网络相结合的对角和非对角系统水库的相互作用与双重记忆连续和离散的延迟效应。作为一个可能的例子，我们研究了离散光子反馈和结构化声学声子模式之间的非马尔可夫动力学相互作用，导致新兴的水库间的相关性和长寿的人口捕获在一个初始激发的两能级系统。
2021-04-17 quant-ph
Non-Markovian Quantum Feedback Networks I: Quantum Transmission Lines, Lossless Bounded Real Property and Limit Markovian Channels
本文的目的是阐述量子通信和信号处理的建模问题，其中系统之间的通信通过非马尔可夫信道。这是量子传输线的一般特征。我们的最终目标是扩展已经为马尔可夫模型开发的网络规则。为此，我们回顾这种非马尔可夫模型的传输线及其量化的哈密顿描述。这些都发生在非平衡态热力学的背景下，但我们的兴趣是在传输线作为信息的载体，而不是热浴。我们表明，有一个分析的散射矩阵与这些模型和稳定性可以制定的无损有界的真实属性。注意到输入和输出字段不单独满足非自破坏原则，我们讨论了严格的限制，在这种模型出现马尔可夫，所以服从量子滤波和控制的标准方法
2016-04-08 quant-ph
Two-Qubit Spin-Boson Model in the Strong Coupling Regime: Coherence, Non-Markovianity, and Quantum Thermodynamics
Indian Institute of Technology Jodhpur（印度焦浦尔理工学院）
研究双量子自旋-玻色子模型在强耦合下的相干性、非马尔可夫性和量子热力学特性，通过HEOM和RCM方法分析耦合特性及熵产计算。
2026-01-21 cond-mat.stat-mech quant-ph
Embedding of Time-Delayed Quantum Feedback in a Nonreciprocal Array
时滞量子反馈是控制和稳定少体和多体量子系统的一种快速有效的方法。然而，由于反馈协议的非马尔可夫性质，对这种系统的正确理解仍然是不透明的。在这里，我们提出了一种方法的编码时间延迟的量子反馈到一个链的非线性耦合辅助振荡器。我们的方法作为一种新的方法引入时间延迟量子反馈，并提供了大的可调谐性的优点。重要的是，在我们的方法中，原来的非马尔可夫系统被嵌入到一个扩大的马尔可夫开放量子系统，它可以有效地处理与量子多体方法。作为一个示例性的说明，我们应用我们的马尔可夫嵌入方法的典范情况下，驱动耗散原子在镜子前。
2022-04-05 quant-ph
Stochastic process behind nonlinear thermodynamic quantum master equation
我们提出了一个Hilbert空间中的分段确定性马尔可夫跳跃过程，使得这个随机过程的协方差矩阵解热力学量子主方程。所提出的随机过程特别简单，因为希尔伯特空间中的向量的归一化仅平均保留。由于热力学主方程的非线性，随机轨道的构建涉及作为运行系综平均的密度矩阵。我们确定的原则，细致平衡和波动耗散关系，我们的马尔可夫跳跃过程。
2010-05-07 cond-mat.stat-mech quant-ph
Constructive Feedback of Non-Markovianity on Resources in Random Quantum States
我们探讨了非马尔可夫信道对Haar均匀生成的随机两量子比特输入态的量子相关性（QC）的影响，这些输入态具有不同的秩-其中一个量子比特（单侧）或两个量子比特独立地（双侧）通过噪声信道。在非马尔可夫强度变化的退相和退偏振信道中，输出态的纠缠和量子不协调随着噪声的增加而坍缩和复活。我们发现，在去极化双边通道的情况下，无论状态的秩如何，随机状态的QC平均表现出比具有固定非马尔可夫强度的单边QC更高的恢复次数，我们称这种反直觉事件为非马尔可夫的建设性反馈。因此，随机状态的QC显示第一次复苏的平均噪声随着非马尔可夫噪声的强度的增加而减小，从而指示即使在存在大量噪声的情况下非马尔可夫信道对QC的再生的作用。然而，我们观察到，非马尔可夫性不发挥任何作用，以增加随机量子态的鲁棒性，可以衡量的临界噪声的平均值，量子关联第一崩溃。此外，我们观察到，一个国家的趋势，显示再生的随机输入状态的平均QCs的增加，以及非马尔可夫性。
2022-02-21 quant-ph
Comment on " Second Law of Thermodynamics without Einstein Relation'', arXiv:2405.17142
本文评论指出单一类温度变量不足以构建非平衡马尔可夫开放系统的热力学形式体系，并重新审视第二定律及局部温度概念，通过示例阐明其不足。
2025-03-25 cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantification and Control of non-Markovian Evolution in Finite Quantum Systems via Feedback
我们考虑了受限于与可变尺寸的有限浴池接触的腔中的连续量子力学系统的么正时间演化。用时间演化波包的Hilbert-Schmidt距离来度量这种有限系统浴组态的马尔可夫性。确定了相关的时间尺度，其特征在于伪马尔可夫瞬态行为，边界散射引起的非马尔可夫振荡在中间时间，和非马尔可夫重定相事件在长时间尺度。它示出了如何这些时间尺度可以通过可调参数，如浴的大小和强度的系统浴耦合控制。
2014-05-21 quant-ph
Non-Markovian homodyne-mediated feedback on a two-level atom: a quantum trajectory treatment
量子反馈可以稳定二能级原子，使其不受退相干（自发发射）的影响，从而使其处于任意（指定）的纯态。这需要完美的零差检测原子发射和瞬时反馈。我们中的两个人以前认为检测效率低下。这里，我们允许反馈电路中的非零延迟时间$τ$。由于二能级原子是一个非线性光学系统，解析解是不可能的。然而，量子轨道允许一个简单的数值模拟所产生的非马尔可夫过程。我们发现的时间延迟的效果是定性类似的低效检测。非马尔可夫量子轨道的解将不会保持固定，因此时间平均态将是混合的，而不是纯的。在试图使原子稳定在激发态的情况下，量子轨道的近似解析解是可能的。平均态的纯度（$P=2{\rm Tr}[ρ^{2}]-1$）由$P=1-4γτ$给出（其中$γ$是自发发射率），这一结果与数值计算结果吻合得很好.
2000-11-22 quant-ph
Implications of non-Markovian dynamics on information-driven engine
理解系统与环境相互作用的记忆效应是设计超越标准马尔可夫极限的量子热力学器件的关键。研究了基于测量的热机的性能，其工质动力学通过基于碰撞的模型受到来自水库的信息回流的影响。在这项研究中，非马尔可夫效应是通过允许额外的环境之间的酉相互作用。提出了两种实现非马尔可夫动力学的策略，并研究了它们对发动机性能的影响。此外，系统环境记忆效应对发动机工作提取和通过测量获得的信息的作用可以在短时间内是有益的。
2020-01-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Nonequilibrium Quantum Thermodynamics in Non-Markovian Adiabatic Speedup
如果要构建可靠的量子设备，了解量子系统与其环境之间的热传递无疑具有重要意义。本文研究了绝热加速过程中非马尔可夫开放系统中系统与熔池之间的传热。利用量子态扩散方程方法，计算了系统在自由演化过程中和系统受外界控制时的热流、能流和功率。虽然热流随着系统-浴耦合强度和浴温度的增加而增加，但它可以受到浴的非马尔可夫性质的限制。在没有脉冲控制的情况下，热流几乎等于能流。另一方面，在脉冲控制下，能量电流几乎等于功率。在这种情况下，我们表明，非Markovianity是一个有用的工具，通过近似绝热动力学驱动系统，在整个演化过程中，脉冲控制作用于热流和功率之间的转换。
2021-07-27 quant-ph
Thermodynamics of a Periodically Driven Qubit
我们的目标是给出一个教学演示的开放系统动力学的周期性驱动的量子位接触的温度浴。我们对量子位的热力学特别感兴趣。众所周知，通过将马尔可夫近似与Floquet理论相结合，可以导出量子比特状态的$\mathbb{C}^2$中的随机薛定谔方程。我们在这里遵循不同的方法。我们利用Floquet理论将时间非自治的量子比特动力学嵌入到时间自治的无限维动力学中。我们将由此产生的无限维系统称为修饰量子比特。利用马尔可夫近似，我们导出了修饰量子比特的随机薛定谔方程。我们的方法的优点是跳跃算子是哈密顿算子的阶梯算子。这简化了热力学的公式。我们利用无穷维系统的热力学来恢复受驱动量子比特的热力学描述。我们比较我们的结果与现有的文献和恢复已知的结果。
2017-09-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Non-Markovian and Thermodynamic Signatures in the Classicality Assessment via Kolmogorov Consistency
Nanyang Technological University（南洋理工大学）；Universität Siegen（锡根大学）
本文通过Kolmogorov一致性条件揭示了非马尔可夫性和热力学特征在经典性评估中的关联，建立了经典与量子动力学的边界，并提供了开放量子系统中量子性的统一框架。
2026-01-03 quant-ph
Thermodynamics of the Page curve in Markovian open quantum systems
本文研究马尔可夫开放量子系统中Page曲线的热力学，通过Lindbladian演化分析熵动力学，关联熵减与朗道尔原理，给出二能级系统纠缠动力学解析式，发现Page时间对应初始能量半数流出时刻。
2025-01-15 cond-mat.stat-mech hep-th quant-ph
Non-Markovian feedback for optimized quantum error correction
针对现有玻色编码量子纠错反馈仅依赖最新测量结果的局限，研究采用Feedback-GRAPE方法训练循环神经网络，构建基于历史测量的非马尔可夫QEC方案，性能显著优于现有策略，推动更优测量型QEC协议发展。
2025-01-20 quant-ph
Trade-off between coherence and heat in a non-Markovian dephasing dynamics
Instituto de Física de São Carlos, Universidade de São Paulo（圣卡洛斯物理研究所，圣保罗大学）
研究非马尔可夫去相位动力学中相干性与热量的关系，通过两点测量方法发现热量与相干性在时间上相互交织，相干性衰减时热量增加，复原时热量减少。
2026-03-28 quant-ph
Cooling and state preparation in an optical lattice via Markovian feedback control
我们提出并研究了一种基于马尔可夫反馈控制的方案，该方案允许制备具有高保真度的一维光晶格中玻色原子系统的单目标本征态。它可用于原位冷却的相互作用系统没有粒子损失，无论是弱和强相互作用，并为实验制备和探测个人激发本征态。为此目的，系统被假定为弱探测通过零差检测的光子，由原子从一个结构化的探测光束到腔模式的非共振散射。通过向系统施加与测量信号成比例的惯性力，系统然后被引导到纯目标状态。该计划被发现是强大的对降低测量效率。
2021-10-02 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Projection Operator Stochastic Equations for Non-Markovian Quantum Systems Under Continuous Measurement-Based Feedback
University of New South Wales（新南威尔士大学）
将投影算子方法推广到连续测量反馈控制下的非马尔可夫量子系统，推导出投影状态演化的随机微分方程，并证明反馈使确定性项变为依赖于测量记录的随机项。
2026-07-01 cs.SY eess.SY math-ph
Role of System-Bath Interaction in Non-Markovian Quantum Brownian Otto Cycles
Konkuk University（建国大学）
通过解析求解海森堡-朗之万方程，研究非马尔可夫强耦合对量子奥托循环的影响，发现等容过程中相互作用能的变化对功和热有贡献，且会降低发动机的功输出。
2026-10-06 cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum measurements in continuous time, non Markovian evolutions and feedback
在这篇文章中，我们重新考虑了一个版本的量子轨道理论的基础上随机薛定谔方程的随机系数，这是在90年代的数学介绍，我们发展它，以描述非马尔可夫演化的量子系统连续测量和控制感谢基于测量的反馈。实际上，反馈回路的真实描述必须包括延迟，因此需要非马尔可夫理论。该理论允许把非马尔可夫演化和测量在连续时间与现代公理化的量子力学的制定协议。为了说明这种理论的可能性，我们将其应用到一个由激光激发的二能级原子。我们还通过激励激光引入闭环控制，目的是增强发射光的“压缩”或其他典型的量子特性。注意，这里我们改变了关于控制理论的通常应用的观点。在我们的模型中，“系统”是二能级原子，但我们不想控制它的状态，使原子达到最终的目标状态。我们的目标是控制“曼德尔$Q$参数”和发射光的光谱;特别是光谱不是一个单一的时间属性，但涉及到一个很长的时间间隔（观察输出的自相关函数的傅立叶变换是必要的）。
2012-04-04 quant-ph
Non-Markovian Particle Dynamics in Continuously Controlled Quantum Gases
研究了量子气体在宏观可观测量连续反馈作用下的单粒子动力学。虽然反馈引起的粒子关联，它表明，解析解是通过正式扩展的单粒子希尔伯特空间的辅助自由度。然后粒子的运动被有色噪声馈送，这有效地将量子统计相关映射到单个粒子上。因此，连续控制气体中的单个粒子在相空间中遵循非马尔可夫轨迹。
2004-11-30 quant-ph
Thermodynamic Uncertainty Relation with Quantum Feedback
Center for Gravitational Physics and Quantum Information, Yukawa Institute for Theoretical Physics, Kyoto University（京都大学汤川理论物理研究所引力物理与量子信息中心）
本研究通过量子反馈机制推导了有限时间热力学不确定性关系，揭示了反馈控制对涨落的抑制作用及其热力学成本，同时展示了反馈在量子钟精度提升中的应用。
2026-10-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Violation of the thermodynamic uncertainty relation in quantum collisional models
本研究在量子碰撞模型中研究热力学不确定性关系（TUR）的违反，考虑马尔可夫与非马尔可夫动力学，发现TUR违反存在稳态与瞬态两种区域，且非马尔可夫性类型和程度显著影响违反强度。
2025-08-06 quant-ph
