Master equations for Wigner functions with spontaneous collapse and their relation to thermodynamic irreversibility
维格纳函数允许在相空间中重新表述量子力学，对于量子-经典跃迁的研究至关重要。然而，要充分理解量子-经典跃迁，还需要解释为什么没有宏观叠加来解决量子测量问题。基于波函数自发坍缩的量子力学的随机重构是解决这个问题的一种流行方法。在本文中，我们在Wigner框架下推导了四个最重要的自发坍缩模型-- Ghirardi-Rimini-Weber（GRW）理论、连续自发局域化（CSL）模型、Diósi-Penrose模型和耗散GRW模型的动力学方程。所得到的主方程近似的福克-普朗克方程。此外，我们使用相空间形式的GRW理论测试，通过分子动力学模拟，大卫阿尔伯特的建议，自发崩溃引起的随机性是负责的热力学不可逆性的出现。模拟结果表明，对于经典情形下导致反热力学行为的初始条件，GRW型扰动不会导致热力学行为。因此，没有观察到Albert提出的基于GRW的平衡机制。
2021-05-31 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Improved modeling of dynamic quantum systems using exact Lindblad master equations
本研究修正了相干演化与化学交换相互作用理论描述中的错误统计假设，在Lindblad主方程框架下推导出精确的交换相互作用形式，仅通过标量修正因子即可在无额外计算成本的情况下大幅提升解的收敛半径。
2022-05-10 physics.chem-ph quant-ph
Simple master equations for describing driven systems subject to classical non-Markovian noise
提出基于广义累积展开的方法推导受经典非马尔可夫噪声驱动的量子系统的时间局域主方程，发现负退相干率和哈密顿重整化等特征，并在 Rabi 量子比特案例中验证了其比唯象主方程更准确。
2023-04-02 quant-ph
Master equation for multilevel interference in a superradiant medium
本文导出了一个超辐射介质的主方程，它包含了单个散射体之间的多级干涉。推导依赖于Born-Markov近似，并实现了粗粒度形式主义。主方程满足Lindblad形式，并包含描述单原子多级干涉、相同跃迁之间的多原子干涉以及具有平行偶极子的不同电子跃迁之间的多原子干涉的术语。然后应用该形式主义来确定两个发射器的激发光谱，使用氢跃迁2S $_{1/2}\,\to$ 4P $_{1/2}$和2S $_{1/2}\,\to$ 4P $_{3/2}$的参数，其中平行偶极子之间的间隙为GHz的量级。由于多级和多发射器干扰的相互作用的信号的失真作为它们的距离的函数进行了分析。这些结果表明，平行偶极跃迁之间的干涉可以显着影响光学致密介质的光谱特性。
2020-06-21 quant-ph
Out of equilibrium open quantum systems: a comparison of approximate Quantum Master Equation approaches with exact results
我们提出了Born-Markov近似Redfield量子主方程（RQME）描述的开放系统的非相互作用的粒子（玻色子或费米子）的任意晶格的$N$网站在任何维度和弱连接到多个水库在不同的温度和化学势。通过进一步近似，RQME可以简化为各种形式的林德布拉德方程。通过研究$N=2$的情况下，我们表明，RQME给出的结果与精确的分析结果的稳态性能和精确的数值与时间相关的性能，在很宽的参数范围内。相比之下，林德布拉德方程在非平衡态下的有效性范围有限。我们的结论是，它确实是合理的，使用微观派生的完整的RQME超越林德布拉德方程的限制，在非平衡系统。我们还得到了两点关联函数的非平衡态时间动力学的封闭形式的分析结果。这些结果清楚地表明了稳态和热化的方法。这些结果对冷原子、腔QED和远离平衡态的量子点实验具有实验意义。
2016-06-15 cond-mat.stat-mech quant-ph
Real time approach to tunneling in open quantum systems: decoherence and anomalous diffusion
利用零温下开放量子系统约化Wigner函数的主方程描述了宏观量子隧穿。我们的模型包括一个粒子被困在一个立方势相互作用的环境，其特征在于耗散和正常和异常扩散系数。采用基于孤立系（即与环境解耦的系统）的能量本征函数的表示法来表示约化Wigner函数，主方程在该表示法中变得简单。在WKB近似计算的能量本征函数包括隧道效应的孤立系和环境的影响是由一个方程，它是在许多方面类似于一个福克-普朗克方程。退相干是很容易识别的主方程，我们发现，当退相干时间比隧穿时间短得多的主方程可以近似的Kramers方程描述由于量子环境的零点波动的热激活。反常扩散的影响可以微扰处理，其总体效果是抑制隧道效应。
2006-03-06 gr-qc 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
CP conditions for GKSL-like master equations
本文研究任意时间相关的类 GKSL 主方程所生成量子动力学映射的完全正性条件，涵盖时间局域积分–微分形式、CP 可分情形及弱耦合下可局域化的时间非局域与时间卷积形式。
2024-06-17 quant-ph
Dicke superradiance in degenerate quantum matter: interplay of exchange statistics and spatial confinement
Friedrich-Alexander Universität Erlangen-Nürnberg (FAU)（埃尔朗根-纽伦堡弗里德里希·亚历山大大学）；Max Planck Institute for the Science of Light（马克斯·普朗克光科学研究所）；TU Darmstadt（达姆施塔特工业大学）
研究量子退相干系统中集体辐射效应，探讨交换统计与空间限制的相互作用，通过耗散场论四次方Lindblad主方程分析，揭示玻色增强与泡利阻挫对超辐射和亚辐射的影响，提出两种区分动态机制。
2026-04-01 cond-mat.quant-gas quant-ph
Double-Bracket Master Equations: Phase-Space Representation and Classical Limit
University of Luxembourg（卢森堡大学）；Donostia International Physics Center（圣塞巴斯蒂安国际物理中心）
本文通过Wigner-Weyl变换和Moyal括号形式，系统推导了双括号耗散主方程的经典极限，并建立了量子与半经典框架下的梯度流表示，研究了谐振子与驱动非谐振子的半经典演化。
2026-06-09 cond-mat.stat-mech quant-ph
Neural-Network Approach to Dissipative Quantum Many-Body Dynamics
在实验现实的情况下，量子系统从来都不是完全孤立的，需要考虑到与环境的耦合。通常，环境的影响可以很好地近似马尔可夫主方程。然而，解决这个主方程的量子多体系统，变得非常困难，由于高维的希尔伯特空间。在这里，我们提出了一种基于机器学习技术的开放量子多体系统动力学的有效模拟方法。本文将神经网络用于描述混合多体量子态的约束Boltzmann机形式，并导出了求解其时间演化和定态的变分Monte-Carlo算法。我们文件的精度的方法与数值例子耗散自旋晶格系统。
2019-05-31 cond-mat.dis-nn cond-mat.other quant-ph
Thermodynamics of a continuous quantum heat engine: Interplay between population and coherence
我们提出了一个详细的热力学分析的三能级量子热机连续耦合到热和冷水库。该系统是由一个振荡的外场驱动，并由马尔可夫量子主方程描述。我们采用了与热力学一致的广义形式。我们计算的热量，功率和效率的系统的热力发动机的操作制度，并检查热力学的不确定性关系。系统的效率强烈依赖于蒸发器的结构，并且不同水平之间的相关性可能是理想操作的障碍。在量子系统中，热通量被分解为粒子数和相干部分。相干部分是量子系统特有的，与布居部分相反，它不能用线性响应区域中的简单级数展开来表示。我们讨论了人口和相干部分之间的相互作用如何影响的性能的热机。
2021-10-06 cond-mat.stat-mech quant-ph
Resonant Raman scattering of single molecules under strong cavity coupling and ultrastrong optomechanical coupling in plasmonic resonators: phonon-dressed polaritons
等离子体二聚体腔可以诱导极端电场热点，允许人们使用拉曼型光谱在单个振动分子上访问超强耦合制度。使用广义主方程，我们研究共振拉曼散射在腔QED的强耦合制度，当也在振动的超强耦合制度，导致“声子修饰极化激元”。主方程严格包括腔和振动自由度的光谱浴，以及一个纯粹的退相浴的共振两级系统，这起着重要的作用。采用现实的金二聚体腔模式的参数，我们调查的发射光谱在几个特征强耦合制度，导致非常丰富的光谱共振由于声子修改的极化激元状态和浴诱导的共振的相互作用。我们还明确地表明，在这些量子非线性制度的标准主方程的失败。
2021-07-28 quant-ph
Inferring Markovian quantum master equations of few-body observables in interacting spin chains
关于多体量子系统的全部信息通常是遥不可及的，因为编码其状态所需的参数数量随着系统的大小呈指数增长。尽管如此，为了理解在这些系统中可以观察到的复杂现象，考虑局部可观测量的动力学或稳态性质，或者至多考虑少体关联函数的动力学或稳态性质，通常就足够了。这些量通常通过挑选出感兴趣的特定子系统并将多体系统的其余部分视为有效浴来研究。在最简单的情况下，子系统动力学，实际上是一个开放的量子动力学，可以近似通过马尔可夫量子主方程。在这里，我们将寻找子系统动力学的生成器的问题表述为变分问题，我们使用机器学习的标准工具箱进行优化。该动态或“Lindblad”生成器为感兴趣的子系统提供相关的动态参数。重要的是，我们开发的算法是这样构建的，即学习生成器实现了物理上一致的开放量子时间演化。我们利用这一点来学习服从么正量子动力学的多体系统的子系统动力学的生成器。我们探索我们的方法恢复的两体子系统的时间演化的能力，并利用发电机的物理一致性，使子系统动力学的稳态预测。
2022-07-25 cond-mat.quant-gas quant-ph
Interplay of coherent and dissipative dynamics in condensates of light
基于Lindblad主方程方法，我们得到了一个详细的微观模型的光子在一个充满染料的腔，其特点是凝聚的光。为此，我们概括了最近的非平衡方法的Kirton和Keeling，使染料介导的贡献的光凝聚体中的光子-光子相互作用是可访问的，由于相干和耗散动力学的相互作用。我们描述的系统的稳态特性，通过分析所产生的运动方程的光子和物质的自由度。特别地，我们讨论了两种极限情形的存在性：光子玻色-爱因斯坦凝聚体和类激光。在前一种情况下，我们确定了相应的无量纲光子-光子相互作用强度依赖于现实的实验数据，并找到了与以前的理论估计很好的协议。此外，我们调查如何无量纲相互作用强度取决于各自的系统参数。
2018-05-07 cond-mat.quant-gas physics.comp-ph quant-ph
Dynamics of Open Quantum Systems II, Markovian Approximation
将有限维量子系统耦合到温度为$T>0$的处于热平衡的振荡器浴中。我们发现，对于固定的，小的值的耦合常数$λ$，真正的约化动力学的系统是近似的完全积极的，保迹马尔可夫半群所产生的Davies-Lindblad发电机。真实动力学与马尔可夫动力学之间的差异始终为$O(|λ|^{1/4})$，这意味着Gorini-Kossakowski-Sudarshan-Lindblad主方程的解始终将真实动力学近似为精确的$O(|λ|^{1/4})$。我们的方法是基于最近获得的扩展的全系统浴传播。它适用于关联函数随时间衰减为$1/t^{4}$或更快的储层，这相对于先前所需的指数衰减是一个显著的改进。
2021-12-29 math-ph math.MP quant-ph
Monitored Open Fermion Dynamics: Exploring the Interplay of Measurement, Decoherence, and Free Hamiltonian Evolution
在多体系统中，幺正演化和局域测量的相互作用导致了纯态纠缠的随机演化和测量诱导的相变。然而，在现实环境中，这种动力学可能被退相干破坏，例如，失相，由于耦合到环境或测量缺陷。我们调查的影响退相和不可避免的演变成一个非高斯，混合状态，监测费米子的动力学。我们从三个互补的角度来处理它：（i）小系统的条件主方程的精确解，（ii）大系统高斯态的量子轨道模拟，以及（iii）玻色子副本场论的重整化群分析。对于弱失相，恒定监测保留了弱混合状态，其显示了临界相位和钉扎相位之间的鲁棒测量引起的相变，如在无消相干的情况下。在强退相，我们观察到一个新的规模描述的有效温度，这是伴随着增加的混合度的费米子密度矩阵的出现。值得注意的是，密度-密度关联函数或子系统奇偶性等观测量即使在这种强混合相中也仍然显示出尺度不变的行为。我们解释这是一个签名的无间隙，经典的扩散，这是稳定的平衡相互作用的哈密顿动力学，测量和退相干。
2022-08-21 cond-mat.stat-mech quant-ph
Interplay between external driving, dissipation and collective effects in the Markovian and non-Markovian regimes
本研究基于精确非Markov主方程分析受驱光学开放系统及量子发射体集体动力学，揭示非Markov修正、交叉驱动与长时记忆效应。
2025-05-07 physics.atom-ph quant-ph
Multi-photon Scattering Theory and Generalized Master Equations
我们发展了一个散射理论来研究多光子在一维波导中的传输。它是基于一个路径积分形式主义，使用位移变换，并不需要马尔可夫近似。我们得到了包括辐射源和光场在内的整体系统的全时演化。我们的理论允许我们计算任意的初始和最终状态之间的过渡振幅，以及渐近的在和出状态的S-矩阵。对于波导中入射光子较少的情况，我们还重新推导了马尔可夫极限下的广义主方程。我们比较了发达的散射理论和马尔可夫近似的预测。我们用五个少光子散射的例子来说明我们的方法：（i）通过两能级发射器，（ii）在Jaynes-Cummings模型中;（iii）通过两能级发射器阵列;（iv）通过半端波导中的两能级发射器;（v）通过耦合到Rydberg能级的原子阵列。在前两章中，我们介绍了散射理论在单发射体光子散射中的应用，并用已知的结果检验了我们理论的正确性。在第三个例子中，我们分析了马尔可夫近似的条件下的光子散射的阵列的发射器。在第四章中，我们展示了量子发射器如何产生出射光子的纠缠。最后，我们强调电磁诱导的透明现象和里德伯相互作用之间的相互作用，并显示这是如何在散射光子的量子统计中产生丰富多样的可能性。
2015-07-30 quant-ph
Digital Quantum Simulation of the Lindblad Master Equation and Its Nonlinear Extensions via Quantum Trajectory Averaging
Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics, Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院物理研究所凝聚态物理北京国家实验室）；Center on Frontiers of Computing Studies, School of Computer Science, Peking University（北京大学计算机科学与技术学院前沿计算研究中心）；School of Physical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学物理科学学院）；Beijing Academy of Quantum Information Sciences（北京量子信息科学研究院）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）
本文提出了一种基于量子轨迹平均的数字方案，用于模拟Lindblad主方程及其非线性扩展，克服了传统方法中成功概率指数抑制的问题，实现了更高效的非平衡量子动力学模拟。
2026-01-30 cond-mat.mes-hall quant-ph
Master Equation for a Quantum Gas of Polarizable Particles in Cavities
Universität des Saarlandes（萨尔兰大学）；University of Geneva（日内瓦大学）；Max Planck Institute for the Physics of Complex Systems（马克斯·普朗克复杂系统物理研究所）；Eidgenössische Technische Hochschule Zürich（苏黎世联邦理工学院）；University of Bonn（波恩大学）
本文提出一个有效主方程，用于描述极化粒子的运动变量动态，考虑光子介导的长程相互作用和量子涨落，适用于从 Doppler 冷却到超冷 regime 的广泛温度范围。
2026-03-18 cond-mat.quant-gas quant-ph
Interplay of quantum stochastic and dynamical maps to discern Markovian and non-Markovian transitions
已知系统的动力学演化，从系统和环境的初始张量积状态到任意两个随后的时间t1，t2（t2> t1），都是完全正的（CP），但在t1和t2之间的中间时间不一定是CP。这揭示了中间动力学的马尔可夫（如果是CP）和非马尔可夫（如果不是CP）化身的关键。这是在这里提出的量子随机映射A和相关的动力学映射B-不诉诸主方程的方法。我们用四个具有完全不同的物理起源的例子来研究这些特征：（i）具有时间相关噪声参数的两量子比特Werner状态映射;（ii）最近关于光子偏振的开放系统演化的光学实验（Nature Physics，7，931（2011））的现象学模型。(iii)哈密顿动力学的量子位耦合到浴的$N$量子位和（iv）两个量子位酉动力学的约旦等。等人（Phys.Rev.A70，052110（2004））中描述的方法，其中初始产物状态为量子位。在所有这些模型中，证明了中间时间动态B映射的特征值的正/负性决定了动态B映射的马尔可夫/非马尔可夫性质.
2012-01-02 quant-ph
A dissipative time crystal in an asymmetric non-linear photonic dimer
研究了两个耦合非线性光子谐振腔在非均匀相干驱动和局域耗散作用下的行为。通过数值求解量子主方程，无论是通过对角化的Liouvillian超算子或通过使用近似截断Wigner方法，我们外推系统的性质在热力学极限的大光子占领。当平均场Gross-Pitaevskii方程预言了一个唯一的参数不稳定稳态解时，开放量子多体系统呈现出高度非经典的性质，其动力学表现出耗散时间晶体典型的长寿约瑟夫森振荡，如在热力学极限下Liouvillian超算子谱中存在纯虚本征值所示。
2020-04-01 quant-ph
Quantum-classical hybrid dynamics: coupling mechanisms and diffusive approximation
该研究将量子-经典混合态的马尔可夫主方程拆解为四种基本耦合机制，推导了不同机制下趋近扩散极限的条件，明确了保证态正定性的不同演化类及其适用场景，并用算例验证了结果。
2024-09-15 quant-ph
Memory loss is contagious in open quantum systems
本文证明开放量子系统中马尔可夫性可通过有损耗系统从一个浴“传染”到另一个浴，并提出一种结合非厄米哈密顿量与主方程的 Bloch-Redfield 启发方法，以更低计算成本描述有损耗系统与非马尔可夫浴的相互作用。
2024-08-01 quant-ph
Liouvillian Skin Effect in an Exactly Solvable Model
耗散，拓扑结构和边界条件的敏感性之间的相互作用，最近吸引了大量的关注，在有效的非厄米描述的水平。在这里，我们精确地解决了量子力学Lindblad主方程描述的耗散拓扑Su-Schrieffer-Heeger（SSH）链的费米子的开边界条件（OBC）和周期性边界条件（PBC）。我们发现，与非厄米趋肤效应相关的边界条件的极端敏感性直接反映在密度矩阵的时间演化的rapidities引起的Liouvillian趋肤效应。这导致了一些有趣的现象，包括边界敏感的阻尼行为，稳态电流在有限周期系统，和发散的松弛时间在大系统的限制。我们阐明了如何在这些系统中的拓扑结构的作用不同的有效的非厄米哈密顿极限和完整的主方程框架。
2022-06-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas physics.optics
Operational approach to metastability
在这项工作中，我们介绍了一个信息理论的方法来考虑的动态变化的主方程所支配的七维开放量子系统。这种实验激励的方法产生于考虑系统可观测量的平均值如何随时间变化，并量化系统在给定时间范围内的非平稳性。通过与指数衰减进行类比，我们能够进一步研究根据对数时间尺度这种变化可以忽略不计的制度，因此系统近似稳定。虽然在动力学的初始和最终状态中总是这种情况，但系统分别由其初始和渐进状态来近似，但我们表明可能会出现一种不同的近似平稳状态。反过来，我们建立了开放量子系统中亚稳态现象的定量描述。初始松弛之前发生的相应的亚稳态政权和发生后的长时间动态的特征也。此外，我们解释了如何亚稳关系到分离的主方程谱的实部和连接我们的方法的亚稳的谱理论，澄清当后者如下。我们的一般结果直接转化为经典随机系统的马尔可夫动力学。
2021-04-29 cond-mat.stat-mech quant-ph
Interplay between polarization and quantum correlations of confined polaritons
我们研究了低驱动状态下相干驱动盒腔中的极化激元量子关联，特别关注偏振自由度。具有不同的相互作用强度之间的可能性，以及一个现实的线性极化分裂的共同和交叉圆极化极化激元允许一个模型的系统作为两个耦合的非线性谐振器与自和交叉克尔类非线性，从而使我们的结果可能相关的其他实验平台。在一个有效的波函数的方法，我们得到的稳态偏振分辨极化激元布居和二阶关联函数的解析表达式，这与我们从Lindblad主方程得到的数值结果非常吻合。值得注意的是，我们强调，根据激发偏振（圆形或线性），非常规（干扰介导）和常规（介导的非线性）的反聚束可以在一个单一的腔进行调查。此外，使用我们的研究结果，我们认为，最近的实验限制光纤腔极化激元很可能已经探测到一个制度，其中占主导地位的相互作用之间的交叉极化极化激元，这是极化激元费什巴赫共振的特点。我们进一步调查制度接近共振使用双通道模型，我们表明，系统具有大的双激子结合能，如原子薄的半导体，是很有前途的平台，实现强极化激元反聚束。
2021-08-21 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Non-additive dissipation in open quantum networks out of equilibrium
我们从理论上研究了一个简单的非平衡量子网络，其动力学可以用时间局域主方程来表达和精确求解。具体来说，我们考虑一对耦合的费米子模式，每一个本地交换能量和粒子与一个独立的，宏观的热库。我们发现，发电机的渐近主方程是不添加剂，即它不能表示为一个总和的贡献，单独描述每个水库的行动。相反，我们确定了一个额外的干扰项，产生相干的能量本征基，与当前的保守粒子流在稳态。值得注意的是，非可加性出现，即使是宽带水库耦合任意弱的系统。我们的结果揭示了模块化开放量子系统中多个热噪声源之间的非平凡相互作用。
2018-03-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Quasi-locality and efficient simulation of Markovian quantum dynamics
我们考虑开放的多体系统由含时的量子主方程与短程相互作用。通过广义Lieb-Robinson界，我们证明了这个非常通用的框架中的进化是准局部的，即，可通过仅在可观测量的支持附近实现动态来近似可观测量的演变。精度随着所考虑子系统的直径呈指数增长。因此，可以在经典计算机上模拟时间演化，其成本与系统大小无关。提供Trotter分解的误差界，我们得出结论，量子计算机上的模拟在时间上是额外有效的。对于实验和模拟，我们的结果可以用来严格约束有限尺寸效应。
2012-08-09 cond-mat.stat-mech quant-ph
Dissipative flow equations
我们将流方程理论推广到开放量子系统，重点研究Lindblad主方程。我们介绍并讨论了三种不同的发电机的流量，将一个线性非厄米特算子成一个对角。我们首先测试我们的耗散流方程的通用矩阵和一个物理问题的驱动耗散单费米子模式。然后，我们移动到许多费米子模式的问题，并讨论相干（无序）动力学和本地化的损失之间的相互作用。我们的方法也可以应用于非埃尔米特汉密尔顿。
2020-12-18 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Decoherence and thermalization dynamics of a quantum oscillator
介绍了量子系统退相干和热化速率的定量度量。我们研究的情况下，这些措施的时间演化的量子谐振子的弛豫的标准主方程的框架中描述的，对于各种初始状态（相干，“猫”，压缩和数量）。我们建立的条件下，真正的退相干措施可以近似的线性熵$1-{Tr}\hatρ^2$。我们表明，在低温和高激发初态的退相干过程包括三个不同的阶段，具有相当不同的时间尺度。特别地，“猫”态在很长的时间间隔内保持初始相干性的50%，该时间间隔随着初始能量的增加而递增。
2000-04-19 quant-ph
Scully-Lamb quantum laser model for parity-time-symmetric whispering-gallery microcavities: Gain saturation effects and non-reciprocity
我们使用一个非Lindbladian主方程的斯库利-兰姆激光模型的奇偶时间对称的光子系统耦合的有源和无源回音壁微谐振器组成的光传输的分析。在半经典近似下，我们得到了一组描述腔内光场随时间演化的两个非线性耦合微分方程。这些耦合方程能够解释实验观察到的光非互易性[Peng { \em et al.}，自然物理{ \bf 10}，394（2014），Chang { \em et al.}，Nature Photonics { \bf 8}，524（2014）]。我们发现，这种效果产生的增益饱和之间的相互作用，在有源微腔，腔间耦合，和腔中的损失。此外，使用这种方法，我们研究了增益饱和对异常点的影响，即，非厄米特系统中的奇异简并。也就是说，我们表明，列入增益饱和导致修改的异常点存在强烈的腔内场。耦合光学结构系统的Scully-Lamb主方程，在这里提出和应用，构成了一个有前途的工具，在耦合系统中的量子光学效应的研究与损失，增益和增益饱和。
2019-05-09 quant-ph
Collapse and revival of quantum coherence for a harmonic oscillator interacting with a classical fluctuating environment
研究了量子系统与经典随机场描述的噪声涨落环境相互作用的非经典动力学。作为一个典型的例子，我们考虑一个谐振子最初准备在一个最大的非经典状态，例如一个Fock数状态或薛定谔类猫状态，然后耦合到共振或非共振的外部场。随机建模使我们能够描述退相干动力学，而无需诉诸近似的量子主方程，并以受控的方式引入非马尔可夫效应。通过对不同非经典性判据的详细比较和对退相干时间的深入分析，揭示了一个丰富的现象学，其主要特征可以概括为：（1）经典记忆效应增加了量子相干性的生存时间;（2）系统的固有频率与经典场的中心频率之间的失谐引起了量子相干性的恢复。
2015-03-17 quant-ph
Coherent excitation energy transfer in model photosynthetic reaction center: Effects of non-Markovian quantum environment
激发能传递（EET）和电子传递（ET）是光合作用过程中的重要环节。实际上，光合反应中心构成了一个EET和ET的开放量子系统，它体现了色素、太阳光和声子浴的相互作用。到目前为止，理论研究主要基于马尔可夫条件下的主方程方法。非马尔可夫环境效应可能起着至关重要的作用，但尚未得到充分考虑。在这项工作中，我们提出了一个混合动态的方法来调查这个开放系统。声子浴的影响用精确耗散运动方程（DEOM）处理，光子浴的影响用Lindblad主方程处理。具体而言，我们探讨了非马尔可夫量子声子浴对相干转移动力学的影响及其对电流-电压行为的操纵。与完全马尔可夫林德布拉德方程和经典环境描述的结果不同，混合DEOM-Lindblad模拟显示了高达几百飞秒的传输相干性以及相应的环境操纵效应.这些非马尔可夫量子相干效应可以推广到更复杂和现实的系统中，并有助于有机光伏器件的设计。
2022-08-08 physics.bio-ph physics.chem-ph quant-ph
Exact decoherence dynamics of a single-mode optical field
本文应用费曼和弗农的影响泛函方法研究了零温度下单模光场与环境的相互作用。利用路径积分的相干态形式，导出了单模光场的广义主方程。我们的分析明确显示了非马尔可夫效应如何体现在不同的环境相关时间尺度的确切退相干动力学。值得注意的是，当这些都等于或大于系统中的显着变化的时间尺度时，反作用引起的相干振荡和环境的耗散效应之间的相互作用导致非马尔可夫效应不仅对系统的短期行为，而且对系统的长期稳态行为有显着的影响。
2009-06-02 quant-ph
Emergence of molecular chirality due to chiral interactions in a biological environment
我们探讨了隧穿过程和手性相互作用在生物环境中识别分子系综手性态中的相互作用。每个分子被描述为一个不对称的双阱势和环境被建模为一个浴的谐振子。我们仔细分析了不同的时间尺度出现在所得到的主方程在弱耦合和强耦合的限制。相应的结果伴随着一组耦合的微分方程表征的分子的旋光性。我们发现，在弱耦合极限，手征相互作用抑制相干消旋诱导的退相干效应，从而保持初始手征状态。在强耦合极限下，考虑到环境的记忆效应，在长时间内观察到马尔可夫行为。
2014-07-12 q-bio.BM quant-ph
Quantum signatures and decoherence during inflation from deep subhorizon perturbations
本研究通过开放量子系统框架，考虑深亚视界张量模式环境，研究了单场暴胀中曲率扰动的退相干及量子修正，发现无导数与导数相互作用共同作用减缓退相干，并实现了功率谱与双谱量子修正的重求和。
2025-03-29 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Beyond the Born-Markov approximation: dissipative dynamics of a single qubit
我们提出了一种基于短迭代Lanczos和精确对角化方法相结合的数值方法，适用于模拟单个量子比特与环境相互作用的约化密度矩阵的时间演化。通过选择模式离散化方法和灵活的浴态截断方案，我们能够包括在物理描述多激发过程，超越弱耦合和马尔可夫近似。我们应用我们的技术模拟三个不同的模型哈密顿量，这是相关的绝热量子计算领域。我们将我们的结果与广泛使用的Lindblad主方程的基础上获得的结果进行比较，以及与众所周知的精确和近似的方法。我们表明，我们的方法是能够恢复量子位浴系统的热力学行为，超越Born-Markov近似。最后，我们表明，即使在绝热量子退火的情况下，一个单一的量子位浴可以是有益的，在达到约化系统基态。
2018-09-26 physics.comp-ph quant-ph
Learning the dynamics of Markovian open quantum systems from experimental data
本文提出一种基于贝叶斯和马尔可夫链蒙特卡洛的算法，从实验数据中识别Lindblad主方程生成元，输出可解释模型，在量子发射体实验中验证，能更紧密拟合数据，推动自动化系统表征。
2025-06-11 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph physics.data-an
