Dephasing of quantum bits by a quasi-static mesoscopic environment
我们研究了强耦合到介观自旋浴和弱耦合到其他环境自由度的两态量子系统中的相干过程。我们的分析是专门针对理解固态量子比特的量子动力学，如半导体结构和超导岛中的电子自旋。在准静态浴中讨论了具有长相关时间的介观自由度（局部自由度，如核自旋和电荷陷阱）在量子比特相关退相中的作用。建立了一个同时描述慢介观浴和马尔可夫环境耦合的理论框架，研究了整个系统的退相和退相干性质.该模型被应用到几个具体的例子，直接相关的电流experiments。与实验的比较表明，这种准静态自由度在当前的量子比特实现中起着重要作用。考虑了几种减轻浴引起的误差的方法。
2006-03-21 quant-ph
Environment induced entanglement in many-body mesoscopic systems
我们表明，两个，非相互作用，无限长的自旋链可以成为全球纠缠在介观水平的波动算子通过一个纯粹的噪音微观机制引起的存在下，一个共同的热浴。通过专注于一个合适的类的介观观测值，两个链之间的耗散产生的量子关联的行为进行了研究作为耗散强度和浴温度的函数。
2014-05-07 quant-ph
Control of electron spin decoherence caused by electron-nuclear spin dynamics in a quantum dot
通过求解耦合量子动力学方程，研究了InAs量子点中多个相互作用核自旋的介观浴对电子自旋退相干的控制。由于核自旋浴的分叉演化是基于电子自旋的上升或下降状态，因此它测量了电子自旋的哪个状态信息，从而降低了它的相干性。用对关联近似求解了核自旋池的多体动力学。在相应的时间尺度上，核的成对触发器，作为介观浴中的元激发，可以映射到非相互作用的赝自旋的进动。这种映射为理解退相干和设计控制方案提供了几何图像。仔细检查核浴动力学揭示了丰富的现象和控制电子自旋退相干的新的可能性。例如，当电子自旋在$τ$处被$π$ -脉冲翻转时，其相干性将在$\sqrt{2}τ$处部分恢复，这是从介观浴中量子解纠缠的结果。与常规自旋回波对非均匀展宽相位的重新聚焦不同，通过控制量子对象，通过引导浴态的量子演化来实现解纠缠。一个级联的脉冲序列的建设可以消除退相干与任意精度，与核-核自旋相互作用强度作为控制小参数。
2007-03-27 cond-mat.mes-hall quant-ph
Nuclear Spins as Quantum Memory in Semiconductor Nanostructures
我们从理论上考虑在半导体纳米结构环境中的固态核自旋作为长寿命，高保真度的量子存储器。特别地，我们计算了在强外加磁场的限制下，在Si和GaAs的随机浴环境中P施主核自旋的保真度随时间的变化，以及在极化Si和GaAs环境中激发的本征自旋的寿命。在前一种情况下，由于熔池中核之间的偶极相互作用引起的光谱扩散，核自旋发生退相。我们计算的Hahn和Carr-Purcell-Meiboom-Gill（CPMG）的背景下，使用正式的精确的集群扩展技术，以前已经成功地处理在固态核自旋浴中的电子自旋退相的重聚焦自旋回波的核自旋量子存储器的衰减。由于退相干由横向退相（T2）主导，我们发现使用仅施加几个（~2-4）脉冲的CPMG脉冲序列，在100微秒（GaAs：P）和1至2毫秒（天然Si：P）的量级上保持核自旋的高保真度（损失小于10^{-6}）量子存储是可行的。我们还考虑了一个中心翻转的内禀核自旋在一个浴完全极化的核自旋退相干是由直接翻转的中心自旋与自旋在浴缸中的互补情况。精确的数值计算，包括一个足够大的邻域周围的核显示寿命的顺序为1-5毫秒的GaAs和天然硅。我们计算的核自旋相干时间可能具有重要意义的固态量子计算机架构，使用本地化的电子自旋在半导体核自旋已被提出用于量子存储器存储。
2007-08-01 cond-mat.mes-hall quant-ph
Pure quantum dephasing of a solid state electron spin qubit in a large nuclear spin bath coupled by long-range hyperfine-mediated interactions
我们研究了定域自旋量子比特与核自旋池相互作用时的退相干。虽然在一个非常大的磁场的限制下，唯一的退相干机制是由于核自旋的偶极触发器的光谱扩散，随着减少的领域的超精细介导的核自旋之间的相互作用变得重要。我们利用它们的长程性质，并在退相干时间演化函数的1/N展开中恢复主导项（N是与电子自旋明显相互作用的核自旋的数量，很大）。对于热不相关浴的情况下，我们表明，我们的理论是适用于低磁场（~10 mT的一个大点，N=10^6）允许与最近的实验在GaAs量子点自旋量子位进行比较。在这种方法中，我们计算的自由感应衰减和自旋回波退相干在GaAs和InGaAs作为在浴（即量子点的大小）和磁场的核的数量的函数。我们的理论在一个狭窄的核浴中的自由感应衰减是同意由于超精细介导的相互作用，可以得到当所有的核-电子耦合常数是相同的消相干的精确解。对于自旋回波的演变，我们表明，在低场的主导退相干过程是由于具有显着不同的塞曼能量（即原子核的砷和两个同位素的镓在GaAs）之间的相互作用，我们比较我们的结果与最近测量的自旋回波信号限制在GaAs量子点。对于同一组参数，我们进行各种动态去耦脉冲序列下的退相干计算，并预测这些序列在低B制度在GaAs中的效果。
2009-05-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Entanglement generation via a completely mixed nuclear spin bath
我们发现，量子比特通过海森堡相互作用顺序耦合到一个介观静态完全混合的自旋浴可以成为高度纠缠。简单的协议产生的多体纠缠（Greenberger-Horne-Zeilinger-）状态。我们展示了通过电子与核自旋的超精细相互作用在量子点中实验实现的可行性。
2008-09-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
Entropy production in the mesoscopic-leads formulation of quantum thermodynamics
本文提出利用介观导线方法构建马尔可夫嵌入，研究强耦合开放量子系统的熵产生，证明了热不动点的存在，并恢复了瞬态区域熵产生的微观定义及可计算的修正。
2024-08-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Electron Spin Dephasing due to Hyperfine Interactions with a Nuclear Spin Bath
研究了自旋量子比特与核自旋浴相互作用的纯退相消相干（自由感应衰减和自旋回波）。而对于无限大的磁场B，唯一的退相干机制是由于核自旋的偶极触发器引起的光谱扩散，随着B的减小，核自旋之间的超精细介导的相互作用变得重要。我们给出了一个理论的退相干由于这些相互作用，利用其远程性质。对于一个热不相关浴，我们表明，我们的理论是适用的B~10 mT，允许与最近的实验在GaAs量子点的比较。
2009-02-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
Bath memory as a precision resource in quantum transport
Universidad de Murcia（穆尔西亚大学）
研究利用结构浴记忆增强介观量子输运精度，提出阻抗匹配条件优化浴带宽，使Fano因子最小化并超越马尔可夫极限，为半导体量子点阵列等平台提供设计策略。
2026-06-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Distinguishing Quantum and Classical Baths via Correlation Measurements
对宏观系统中量子力学效应的研究对于阐明向经典世界的过渡在何处以及如何出现的问题具有极大的意义。确定浴槽使量子位失相是否可以经典地描述或需要量子力学处理也具有实际意义。我们提出了一个测量方案，通过相关测量来检测量子反作用，以回答这个问题的浴耦合到一个单一的量子比特。反作用的存在导致后续初始化-演化-读出周期的相关性依赖于其间如何操纵量子位。我们计算的自相关函数的一个指导性的自旋模型和现实的情况下，电子自旋耦合到一个浴的$10^6$核自旋，发现在门控GaAs量子点，并显示，从量子位到核自旋浴的反作用应该是可检测的，即使在这样一个大的系统。
2014-02-02 cond-mat.mes-hall quant-ph
Long-lived mesoscopic entanglement between two damped infinite harmonic chains
我们考虑两个链，每个由$N$独立的振荡器，沉浸在一个共同的热浴和研究他们的相互量子关联的热力学，大$N$限制的动力学。我们表明，由于外部环境的存在下的耗散和噪声能够产生集体量子关联的两个链之间的介观水平。在两个多体系统之间产生的集体量子纠缠被证明是相当稳健的，即使在非零的浴温下也能渐近地存活很长时间。
2017-05-24 cond-mat.other math-ph math.MP
Phonon induced Rabi frequency renormalization of optically driven single InGaAs/GaAs quantum dots
我们研究光驱动拉比旋转的量子点激子跃迁之间的5和50 K，和脉冲面积高达$14π$。在高驱动场区，拉比旋转的衰减是非单调的，周期随脉冲面积减小而随温度增大。通过比较的激子-声子相互作用的弱耦合模型的实验，我们表明，所观察到的拉比频率的重整化诱导的纵向声学声子的浴中的波动，一种效果，这是一个声子类比的兰姆位移。
2010-10-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
Enhancing the Coherence of a Spin Qubit by Operating it as a Feedback Loop That Controls its Nuclear Spin Bath
在电子自旋量子比特的许多实现中，退相干的主要来源是主体材料的波动核自旋浴。这种浴的缓慢性使其本身成为一种有希望的缓解策略，其中核自旋浴在具有抑制波动的狭窄状态下制备。在这里，这种方法是实现了一个双电子自旋量子位在GaAs双量子点和近十倍的非均匀退相时间$T_2^*$的增加被证明。在随后的测量之间，通过使用量子位作为反馈回路来准备浴，该反馈回路首先通过相干进动测量其核环境，然后根据最终状态将其极化。这个过程导致两个点之间的非零偏振梯度处的稳定固定点，这使得快速通用量子比特控制成为可能。
2010-11-27 cond-mat.mes-hall quant-ph
Concatenated dynamical decoupling in a solid-state spin bath
级联动态退耦合（CDD）脉冲序列作为一种减轻量子信息处理中退相干的策略具有很大的应用前景。重要的是要研究这些动态解耦策略在实际系统中的实际性能，这些系统是有前途的量子位候选者。在这个快速通信中，我们计算的哈恩回声序列的级联的回声衰减的固态电子自旋量子位在核自旋浴使用集群扩展技术。我们发现，每一级的串联逆转连续水平的浴内波动的影响。一方面，这使CDD成为一种通用的、现实的解耦策略。另一方面，这使以前用于研究通过CDD恢复介观自旋浴失去的相干性的简单对近似的结果变得过于乐观。
2007-12-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
Local probing of nuclear bath polarization with a single electronic spin
我们用实验证明了极化核自旋改变了邻近电子自旋的动力学行为。具体地，异相分量出现在电子自旋回波信号中。该分量与核自旋极化度成比例，并且强烈依赖于核极化方向。当电子自旋被极化的核自旋池包围时，自旋回波正交表现出仅与核自旋丰度及其集体极化相关的特征频率。我们利用这一分析，提出了一种新的测量方法的本地核自旋浴的一个单一的电子自旋。我们量化的现实的实验制度，该计划是有效的。我们的方案在量子传感方面具有潜在的应用价值，并为系统研究极化介观体系开辟了一条途径。
2015-05-22 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum measurement of work in mesoscopic systems
Ben-Gurion University of the Negev（内盖夫本-古里安大学）；Tampere University（坦佩雷大学）
该研究探讨量子力学对介观系统功的测量的影响，指出作用体的反作用带来类经典限制，还存在无法通过超分辨率技术放宽的根本性量子不确定性限制。
2026-08-26 cond-mat.mes-hall quant-ph
Nonperturbative master equation solution of central spin dephasing dynamics
我们解决了长期存在的中心自旋问题的一般一组非均匀浴耦合和一大类初始浴状态。我们计算的时间演化的相干性的中心自旋耦合到一个自旋浴通过重新计算所有阶的时间卷积主方程，从而避免了需要假设弱耦合到浴。完全量子，非马尔可夫解决方案中获得的大浴限制，是有效的最大的耦合常数设置的时间尺度。我们的结果捕捉到了与GaAs量子点中的核自旋池耦合的电子自旋量子比特的完全退相干。此外，我们的解决方案是相当紧凑的，可以很容易地用于定量预测的退相干过程，并指导核态制备协议的设计。
2012-10-05 cond-mat.mes-hall quant-ph
Continuous Generation and Stabilization of Mesoscopic Field Superposition States in a Quantum Circuit
虽然耗散被广泛认为对量子相干性有害，但当适当地设计时，它可以导致非平凡纯量子态的稳定。我们提出了一个利用耗散工程在腔中连续产生和稳定薛定谔猫态的方案。我们首先通过双光子驱动和耗散产生具有确定宇称的非经典光子态，然后稳定这些瞬态以抵抗单光子衰变。单光子稳定是自主的，并通过第二个工程浴，利用光子数依赖的频率分裂，由于克尔相互作用在电路QED的强色散制度。从浴加腔的哈密顿量出发，我们导出了一个只考虑腔光子态的有效模型，以及相关物理量的解析表达式，如稳定率。这种猫态的确定性生成是执行通用量子计算的关键因素之一。
2014-11-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Extending Qubit Coherence Time via Hybrid Dynamical Decoupling
Quantum Science Center of Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area (Guangdong)（粤港澳大湾区量子科学中心（广东））；Shenzhen University（深圳大学）；Wuhan University（武汉大学）；Hangzhou Normal University（杭州师范大学）
本文提出了一种混合动态去耦方法，通过结合脉冲动态去耦和环境自旋极化，显著延长了量子比特的相干时间，为实际量子系统中的相干时间延长提供了新途径。
2026-01-13 quant-ph
Mesoscopic Quantum Thermo-mechanics: a new frontier of experimental physics
在过去的十年里，实验学家已经展示了他们令人印象深刻的能力，可以将介观物体内的机械模式控制到量子水平：现在可以创建机械福克态，从不同的物体纠缠机械模式，存储量子信息或将其从一个量子比特转移到另一个量子比特，在今天的文献中发现了许多可能性。事实上，力学是量子的，非常像自旋或电磁自由度。所有这些都被称为量子技术的新工程资源。但是，除了这种实用性之外，还有更多的东西：援引Braginsky和Caves最初的讨论，其中量子振荡器被认为是经典场（即引力波）的量子探测器，它也是量子场的独特传感能力。研究的主题则是与机械模式耦合的浴池，让它们在本质上是已知的或未知的。这封信是关于这种新的潜力，它解决了随机热力学，潜在的量子版本，寻找一个基本的潜在（随机）场，在最近的理论中假设，可以隶属于波函数坍缩模型的类别，以及更普遍的凝聚态问题，如难以捉摸的（和无处不在的）存在于所有机械物体中的两级系统的实际性质。但是，这样的研究结果比使用几个量子力学模式要苛刻得多：必须确定所有已知的浴，实验必须在平衡状态下进行，并且“力学”这个词需要通过在适当的驱动音应用于系统时实质上移动质心的真实能力来证明。
2022-04-20 cond-mat.mes-hall quant-ph
Spin echo decay at low magnetic fields in a nuclear spin bath
我们从理论上研究了局域在量子点中的电子与核自旋池相互作用的自旋回波信号。我们考虑非常低的磁场的制度（对应于现实的GaAs和InGaAs点低至毫特斯拉的领域）。我们使用精确的数值模拟和分析理论，采用有效的纯退相哈密顿。比较表明，后一种方法非常好地描述了自旋回波衰减的磁场大于典型的Overhauser场，而这个理论的工作时间尺度大于以前的预期。数值模拟也做了非常低的值的电子自旋分裂的有效的哈密顿理论定量失败。有趣的是，先前使用有效哈密顿方法预测的同质和异质浴（即含有具有不同塞曼能量的核同位素的浴）的情况之间的自旋回波衰减的定性差异在分析理论的适用范围之外的非常低的场处仍然可见。我们已经发现，自旋回波信号的homocycle浴振荡的频率对应的塞曼分裂的单个核同位素存在于浴。这个特征背后的物理学与电子自旋回波包络调制（ESEEM）类似。虽然在我们的系统中存在纯各向同性的超精细相互作用，但在低场下电子进动轴的倾斜可以解释这一结果。
2010-07-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
Aloof electron probing of in-plane SPV charge distributions on GaAs surfaces
本研究利用 Aloof 电子束探测 GaAs 表面激光诱导的 SPV 电荷分布，发现偏转电场延伸 100 μm 且电荷分布持续超 1 秒，并提出扫描激光写入二维电荷图案以实现电子束操控的新方法。
2024-11-05 quant-ph
Dynamics of a mesoscopic nuclear spin ensemble interacting with an optically driven electron spin
在半导体InGaAs量子点的局部环境中同时发生的噪声源（例如电场和磁场波动）之间进行区分的能力是理解它们各自的动力学及其对量子点相干特性的影响的关键。我们提出了一种基于单电子量子点双色共振荧光的全光传感方法，测量结果表明，在没有外部磁场的情况下，由于核自旋引起的局部磁场波动可以用两个相关时间来描述，这两个时间都在微秒范围内。核自旋浴动力学表现出强烈的依赖于共振探测的强度，随着光学跃迁饱和，相关时间增加了四倍。我们解释的行为作为运动平均的骑士场的居民电子自旋和超精细介导的核自旋相互作用，由于光诱导的电子自旋翻转。
2014-11-17 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum correlations of an atomic ensemble via a classical bath
有些令人惊讶的是，量子特征可以从经典浴中提取出来。为此，我们讨论了一个样品的梯形配置的三能级原子相互作用，只有通过周围的浴，并表明，该系统发出的荧光表现出非经典性质。这种环境的典型实现是用于微波跃迁频率的热浴，或用于光学跃迁的非相干宽带场。在一个小的原子样品中，发射的光可以从亚泊松转换到超泊松，从反聚束转换到超聚束，这取决于样品中原子的平均数量。较大的样品允许在宽范围的浴参数上产生超聚束光，从而产生荧光强度。我们还确定了参数范围，其中两个过渡发射的字段是相关的或反相关的，从而违反了柯西-施瓦茨不等式。由于在中等强度的浴中，这种违反也发生在较大数量的原子上，这样的样品表现出介观量子效应。
2005-07-26 quant-ph
Coherent dynamics of a qubit-oscillator system in a noisy environment
本文采用分层运动方程方法研究了噪声环境中量子比特振子系统的非马尔可夫动力学。研究发现，通过增强量子比特与谐振子之间的耦合强度，可以有效地抑制整个量子比特-谐振子-水浴系统的退相干速率。此外，我们发现，非马尔可夫记忆特性的浴是能够促进一个强大的量子相干动力学在这个量子比特振荡器浴系统。我们的研究结果可用于设计介观量子线路中的一些可调谐相干操纵。
2017-12-27 quant-ph
Quantum heat engine based on photon-assisted Cooper pair tunneling
我们提出并分析了一个简单的介观量子热机，表现出高功率和高效率。该系统包括一个偏置的约瑟夫森结耦合到两个微波腔，每个腔耦合到一个热浴。共振库珀对隧穿随着腔之间的光子交换而发生，并且浴之间的温差可以自然地导致电流对抗电压，并且因此工作。由于库珀对隧穿的独特性质，热流与电荷电流完全分离。这与该过程的强能量选择性相结合，导致极高的效率。
2016-01-26 cond-mat.mes-hall quant-ph
Microscopic models for charge-noise-induced dephasing of solid-state qubits
几个实验已经表明，由于环境电荷噪声波动，量子比特相干性衰减的形式为$\mathrm{exp}[-(t/T_2)^α]$。我们提出了一个微观描述的参数$T_2$和$α$的温度依赖性。我们的描述是适当的半导体中的量子比特与耦合到热浴的寄生两级电荷起伏。我们发现不同的幂律依赖性的$T_2$和$α$对温度的波动与相关浴的相互作用的性质。我们考虑由一阶和二阶隧穿引起的具有连续离域电子态的涨落动力学。我们还研究了一个和两个声子过程中的波动在GaAs或Si。这些结果可用于确定占主导地位的电荷退相机制，并抑制它们。
2015-04-30 cond-mat.mes-hall quant-ph
Long coherence of electron spins coupled to a nuclear spin bath
量子比特，即量子计算所需的量子力学比特，必须在很长一段时间内保持其脆弱的量子态。在许多类型的电子自旋量子位中，退相干的主要来源是电子自旋与宿主晶格的核自旋之间的相互作用。对于栅极限定的GaAs量子点中的电子，先前的自旋回波测量已经揭示了在低于100 mT的低磁场下约1 $μ$ s的相干时间。在这里，我们表明，在这样的设备的相干性实际上可以生存更长的时间，并提供了一个详细的了解所测量的核自旋诱导退相干。在几百毫特斯拉以上的磁场中，使用单脉冲自旋回波测量的相干时间扩展到30 $μ$ s。在较低的磁场下，回波首先崩溃，但随后在不同核素的相对拉莫尔进动的周期所给定的稍后时间恢复。这种行为是最近预测的，正如我们所示，可以定量地占一个半经典模型的电子自旋动力学的存在下，一个核自旋浴。使用多脉冲Carr-Purcell-Meiboom-Gill回波序列，去相干时间可以扩展到超过200 $μ$ s，这表示与先前的测量相比提高了两个数量级。这种有效的方法来减轻核自旋诱导退相干的演示，使量子纠错阈值触手可及。
2010-05-17 cond-mat.mes-hall quant-ph
Mesoscopic fluctuations in biharmonically driven flux qubits
我们研究了双谐波磁信号驱动的磁通量子比特，相位滞后作为一个有效的时间反转破缺参数。磁通量子比特的基态和激发态之间的驱动诱导跃迁速率可以被认为是有效的透射率，这得益于在避免的能级交叉处的干涉效应和无序电子系统中的散射事件之间的直接类比。对于时间尺度之前，充分放松，但大的消相干时间相比，这个特征率已被实验访问，其灵敏度与相位滞后和直流磁通失谐探索。通过这种方式，最近在通量量子比特中分析了普适电导涨落效应的特征，并将其与仅考虑退相干的唯象模型进行了比较，作为经典噪声。在这里，我们解决了驱动通量量子比特与采用Floquet马尔可夫主方程的量子浴接触的完整动力学。在这种形式主义松弛和退相干率的结果强烈依赖于相位滞后和直流磁通失谐。因此，相关的模式的波动的特征率显示重要的差异内所提到的唯象模型。特别是，我们证明了弱局域化的效果，在平均值的弛豫率。我们的预测可以在比当前实验时间更长的时间尺度上进行测试。
2016-10-24 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum systems correlated with a finite bath: nonequilibrium dynamics and thermodynamics
描述远离平衡态的开放量子系统具有挑战性，特别是当环境是介观的，当它在演化过程中发展出非平衡态特征时，或者当记忆效应不能被忽略时。在这里，我们推导出一个主方程，明确占系统浴的相关性，并包括，在粗粒度的水平，一个动态演变的浴。这样的主方程适用于各种各样的物理系统，包括随机矩阵理论或本征态热化假设所描述的系统。我们得到了一个局部的细致平衡条件，有趣的是，它并不禁止出现稳定的负温度状态，与玻尔兹曼熵的温度定义一致。我们基准的主方程对确切的演变，并观察到一个很好的协议，在传统的玻恩马尔可夫世俗主方程的情况下，打破。有趣的是，目前的动态描述是强大的，它仍然是准确的，即使一些假设放宽。即使我们的主方程描述了一个动态演变的浴不描述的吉布斯状态，我们提供了一个一致的非平衡热力学框架，并推导出第一和第二定律以及克劳修斯不等式。我们的工作为研究各种纳米级量子技术铺平了道路，包括发动机，冰箱或热泵，超越了传统的静态热浴假设。
2020-12-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Finite Quantum Grand Canonical Ensemble and Temperature from Single Electron Statistics in a Mesoscopic Device
我提出了一个量子统计系综的理论模型，与传统物理学不同，粒子的总数是非常小的。利用正则系综的正交性，取一个小的$N$，计算了正则量。计算了费米-狄拉克系统的有限量子巨配分函数。该模型被应用到一个量子点与一个小的二维电子系统耦合。这种系统由限制在量子点中的交替的单占据和双占据电子系统组成，其与小的$N$二维电子库交换一个电子。本文讨论了$(1\leftrightarrow 2)$电子系统温度的解析测定和遍历性的作用。小$N$区域的广义温度表达式通过取电子浴的$N\to\infty$的极限恢复了通常的温度表达式。
2010-01-14 quant-ph
Speed-ups to isothermality: Enhanced quantum thermal machines through control of the system-bath coupling
等温转化是最小耗散但缓慢的过程，因为系统需要沿着协议保持接近热平衡。在这里，我们表明，顺利修改系统浴相互作用可以显着加快这种转变。特别是，我们构建的协议，其中总耗散$W_{\rm diss}$衰减的总时间$τ_{\rm tot}$的协议为$W_{\rm diss} \propto τ_{\rm tot}^{-2α-1}$，其中每个值$α> 0$可以通过一个适当的修改的相互作用，而$α=0$对应于一个标准的等温过程中的系统浴相互作用保持不变。考虑热机的基础上，这样的加速，我们表明，相应的效率在最大功率插值之间的Curzon-Ahlborn效率$α=0$和卡诺效率$α\to \infty$。对制冷机的性能系数也有类似的提高。我们证实了我们的分析结果与两个数值例子，其中$α= 1/2$，即随时间变化的Caldeira-Leggett和共振能级模型，与强系统环境相关性充分考虑。我们强调了实现我们提出的超冷原子杂质和介观电子器件的加速的可能性。
2020-07-22 cond-mat.stat-mech quant-ph
Spontaneous Relaxation of a Charge Qubit under Electrical Measurement
本文首先推导了介观探测器量子测量的广义条件主方程，然后研究了量子比特测量的读出特性，发现了一些新的特征，特别是强调了测量本身而不是外部热浴引起的量子比特自发弛豫效应。
2004-11-14 quant-ph
A random-walk benchmark for single-electron circuits
介观集成电路实现高保真度控制的基本量子系统需要新的基准测试方法。我们提供电路级的统计描述的罕见错误积累的一个通用的随机游走模型按需电子转移。对于在实验中实现的GaAs/AlGaAs异质结构中的量子点链高保真单电子电路，通过电荷计数来探测传输操作的误差。电子穿梭的额外（$P_+$）或丢失（$P_-$）电子的错误率被测量为$P_{-}=(6.92 \pm 0.14) \times 10^{-5}$和$P_{+}=(2.13 \pm 0.08)\times 10^{-5}$，由于环境中的相关噪声而具有不确定性。此外，对随机游走的定时的精确控制允许探索随着时钟频率增加的记忆的作用。
2021-02-09 cond-mat.mes-hall quant-ph
Readout of a solid state spin ensemble at the projection noise limit
rd Institute of Physics, University of Stuttgart（斯图加特大学第三物理研究所）；Max Planck Institute for Solid State Research（马克斯·普朗克固体研究所）；Center for Integrated Quantum Science and Technology (IQST)（集成量子科学与技术中心）；Fraunhofer Institute for Applied Solid State Physics (IAF)（弗劳恩霍夫应用固态物理研究所）
研究通过直接量子非破坏性读取固态氮空位中心集体，超越光子shot噪声极限，接近固有自旋投影噪声，实现自旋集体内在波动的直接观测，为固态量子传感器提供实用工具。
2025-09-22 cond-mat.mes-hall quant-ph
AC quantum transport: Non-equilibrium in mesoscopic wires due to time-dependent fields
一个模型的开发描述准粒子的能量分布在准一维，正常的金属丝，其中的运输是扩散，平衡水库之间连接。当通过储存器向导线施加交流偏压时，载流子的统计受所形成的非平衡的影响。该模型是从格林函数形式主义。准粒子的能量分布计算与量子扩散方程，包括碰撞项占非弹性散射。由于高频辐射，交流偏压使金属丝失去平衡。对于相干输运，光子吸收过程在能量分布中产生多个光子台阶，其中台阶的数量取决于场eV的幅度与光子能量ω之间的关系。此外，我们还观察到在慢场区（ωτ D < 1），光子吸收是高度依赖于时间的。在快场状态下，这种时间依赖性消失，光子阶跃在分布中有一个固定值。当导线被延长时，由于相互作用过程，如电子-电子相互作用和电子-声子相互作用，输运变得不相干。这些相互作用引起准粒子相对于能量的重新分布。我们集中在快场制度，并得出结论，这两种机制的强相互作用限制给出了预期的结果。强的电子-声子相互作用迫使导线中每个位置上的分布函数变为具有浴温度的费米函数，而强的电子-电子相互作用导致导线上的有效温度分布，并且导线中每个位置上的分布函数是具有有效温度的费米函数。
2017-02-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.other quant-ph
Radiation Reaction: General approach and applications, especially to electrodynamics
当系统与热浴相互作用时，发生辐射反应（但更一般地，波动和耗散），一种特殊情况是电子与辐射场的相互作用。我们已经发展了一个量子粒子在一般势（但更详细地说，振荡器势）耦合到任意温度下的任意热浴，并在外部时间依赖的$c$数场的情况下的一般理论。结果可能会被应用到各种各样的问题，在物理学，但我们集中详细显示的应用程序的黑体辐射热浴，辐射反应问题，没有令人满意的功能，如失控的解决方案与亚伯拉罕-洛伦兹理论给出了一个确切的结果。此外，我们展示了如何原子能和自由能的变化，由于温度可以计算。最后，我们简要地回顾了它在约瑟夫森结、量子统计力学、介观物理、量子信息、引力波探测器中的噪声、Unruh辐射以及量子回归定理的违反等方面的应用
2012-04-25 physics.class-ph quant-ph
Heat measurement of quantum interference
该研究通过测量量子位与热浴间的热传输干涉图案，揭示了相干性在量子热力学中的作用，并提出基于Floquet理论的理论模型。
2025-12-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Entanglement Induced by Tailored Environments
我们分析了一个系统组成的两个空间分离的量子对象，在这里建模为两个伪自旋，再加上一个介观环境建模为玻色子浴。我们表明，通过工程的自旋玻色子耦合或环境维数或两者的色散，可以在原则上定制的空间依赖性的诱导纠缠的两个自旋之间的空间分离。特别是，我们认为一个，两个和三维水库，我们发现，而对于一个两个或三维水库的诱导纠缠显示出反幂律依赖于自旋分离，诱导纠缠成为分离独立的一维水库。
2009-10-12 quant-ph
