Quantum speed limits for an open system in contact with a thermal bath
该研究证明了耦合热浴的量子系统量子演化速度的严格基本界，该界基于系统-浴哈密顿量的少体可观测量期望值，不依赖马尔可夫近似，可适用于弱系统-浴耦合极限之外的场景。
2024-08-18 cond-mat.str-el 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
High-speed quantum memory with thermal motion of atoms
讨论了在两种结构下原子热运动对多模量子存储效率的影响：在磁光阱中预先冷却的原子自由膨胀和在室温下封闭单元中原子完全混合。我们考虑了高速量子存储器，并假设写入和检索足够短，在这些阶段中原子的位移可以忽略不计。同时，我们考虑到热运动的存储时间，这是众所周知的，必须远远长于所有其他的存储过程的持续时间，成功的应用程序的存储单元在通信和计算。我们将分析这种影响的本征模式的完整的内存周期，并表明，失真的本征模式，热运动引起的，导致效率降低。我们将证明，在多模存储器中，这种互连具有复杂的特性。
2015-02-26 quant-ph
Entanglement propagation in thermalization of an isolated quantum system
研究了孤立量子多体系统热化过程中的纠缠动力学。提出了一种简单的测量纠缠熵（EE）传播速度的数值模拟方法，并将其应用于一维可积/不可积自旋模型--横向伊辛（TI）模型、混沌伊辛（CI）模型和扩展混沌伊辛（ECI）模型.我们发现，两个不同的时间尺度$t^\ast$和$t_{\rm {diff}}$出现在动态的EE在热化过程中：前者代表的时间尺度的饱和EE和后者的特点蔓延EE在整个系统。计算了$t_{\rm diff}$模型中纠缠的传播速度，发现无论模型的可积性如何，纠缠都以恒定的速度进行弹道传播。纠缠的传播速度与TI模型中准粒子激发的最大群速度一致。我们还利用互信息估计了纠缠的传播速度，并找到了特征时间尺度$t_{\mathrm{MI}}$。结果表明，用$t_{\mathrm{MI}}$和$t_{\rm {diff}}$计算的纠缠传播速度一致.我们讨论了热化的条件的数值结果的基础上，并提出整个系统的扰必须发生在饱和的EE热化。
2022-01-07 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Inflationary thermal Krylov complexity
Guizhou Minzu University（贵州民族大学）；Jishou University（吉首大学）
该研究在三种共动动量修正框架下探究原初扰动的热Krylov复杂度与热K熵，通过推导热波函数等分析量子信息动力学，为区分暴胀宇宙学的量子引力修正提供了有效探针。
2026-08-20 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Quantum speed limits in dephasing dynamics of a qubit system coupled to thermal environments
本文研究了与热退相干环境耦合的量子比特系统的量子速度极限，发现QSLs时间受跃迁频率、动力学行为、环境温度及欧姆性参数影响，为开放量子系统动力学理解和环境谱密度工程调制提供了依据。
2025-04-05 quant-ph
Quantum accelerated approach to the thermal state of classical spin systems with applications to pattern-retrieval in the Hopfield neural network
我们探讨的问题，量子效应是否可以产生一个加速的非平衡演化的自旋系统向一个经典的热状态。在我们的方法中，我们利用了这样一个事实，即自旋系统的热态可以映射到一个无节点的量子态，其系数由热权重给出。这种观点允许建设一个耗散-但量子-动力学编码在其稳定状态的热状态的原始问题。我们证明了一个所有到所有连接的伊辛自旋模型的情况下，这种耗散动力学的一个适当的变换允许之间的政权，其中的序参量服从的经典运动方程下的Glauber动力学，量子政权与加速的方法平稳。我们表明，这种效果使在Hopfield神经网络的模式检索的加速原则。
2018-06-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum speed limits for leakage and decoherence
我们引入状态独立的，非微扰哈密顿量子速度限制人口泄漏和保真度损失，与水库的间隙开放系统的相互作用。这些结果保持在系统和水库之间的初始相关性的存在下，在唯一的假设下，他们的相互作用和它的换向器与水库的哈密顿量是范数有界的。储层不需要是热的，并且可以是时间依赖性的。我们研究了系统和直接与系统相互作用的水库的局部自由度之间的能量失配的意义。我们证明，在一般情况下，通过增加系统的差距，我们可以减少这种能量失配，并因此驱动系统和水库进入共振，这可以加速保真度损失，无论热性能或状态的水库。这意味着基于增加间隙的量子误差抑制策略并不是一致有益的。我们的速度限制也产生一个基本的自旋系统的弛豫时间的下限。
2015-11-09 cond-mat.stat-mech quant-ph
Finite speed heat transport in a quantum spin chain after quenched local cooling
我们研究了量子XY模型中初始热化自旋链的动力学，在链的一端突然耦合到较低温度的热浴后。在半经典极限，我们看到一个指数衰减的系统浴热通量的精确解约化动力学。然而，在完整的量子描述中，我们在数值上发现热通量达到中间平台，在那里它近似恒定-我们将这种现象归因于通过自旋波进行热传输的有限速度。
2017-02-10 cond-mat.stat-mech quant-ph
Speed limit for open systems coupled to general environments
在本研究中，我们研究了具有任意耦合相互作用的量子和经典系统与一般环境耦合时的态转换速度的界。我们证明了开放量子系统存在Mandelstam-Tamm型速度极限，并且能量涨落在这个速度极限不等式中仍然起着至关重要的作用.除了与环境的耦合外，目标系统的能量涨落也是造成这种不等式的关键。我们还提出了经典版本的开放系统的速度限制。作为速度极限表达式的潜在应用，我们讨论了量子循环引擎中状态变化的基本限制和孤立量子系统热化现象所需的平衡时间。
2020-02-27 cond-mat.stat-mech quant-ph
Speed limit for open quantum systems
研究了Lindblad主方程描述的开放量子系统的量子速度极限。该不等式反映了操作时间与能量涨落、熵产生等物理量之间的一种折衷关系。我们进一步确定了一个数量表征的状态转换的速度，这只会出现在我们考虑开放系统的量子制度的动力学。当热弛豫是占主导地位的系统的酉动力学相比，我们表明，这个量是近似的能量波动的反绝热哈密顿量，这是作为一个控制字段中的快捷方式绝热协议。讨论了所得到的量子速度极限的物理意义，并试图对开放量子系统中的速度给出更直观的认识。
2018-12-06 cond-mat.stat-mech quant-ph
Dzyaloshinskii-Moriya interaction as a fast quantum information scrambler
黑洞被认为是最快的信息扰乱器，在全息对偶性中，量子系统热态的量子信息扰乱速度是混沌和黑洞动力学研究的核心。本文考虑具有Dzyaloshinskiii-Moriya（DM）相互作用的自旋链热态上的Ising相互作用，通过测量无序关联函数，研究DM相互作用对量子信息置乱速度的影响.与它在量子信息和计量学中的优势相反，如激发纠缠和量子费舍尔信息，我们表明DM相互作用加速了信息置乱。我们还表明，由于量子相关性的消失，温度的升高减慢了加扰过程。
2021-10-07 quant-ph
Purity and entropy evolution speed limits for open quantum systems
我们导出了开放量子系统的纯度变化率和熵增加率的一般上界。这些界限只依赖于非酉动力学的生成元，与系统的特定状态无关。因此，它们非常适合于研究任意系统的失相和热化过程。我们将这些结果应用到单个和多个退相通道，在噪声存在下的量子控制问题，和冷却。
2014-08-06 quant-ph
Quantum information processing and multiatom entanglement engineering with a thermal cavity
提出了一种利用热腔中的原子实现双量子比特量子相位门的方案。在强经典场的辅助下，演化算符中与光子数有关的部分被取消。因此，该方案是不敏感的热场。在该方案中，原子与腔之间的失谐量等于原子与腔之间的耦合强度，因此门以高速工作，这对于退相干也是重要的。该方案可以推广到利用热腔产生多原子纠缠态。
2012-02-24 physics.optics quant-ph
Quantum speed limit and nonclassicality in open quantum system models using the Wigner function
该研究利用Wigner函数，通过相位协变模型及双量子比特与压缩热库的位置依赖耦合模型，探究开放量子系统的量子速度极限与非经典性，发现非马尔可夫行为、量子性和量子速度极限间的相互作用及量子关联对演化的加速作用。
2024-12-31 quant-ph
The effect of Homodyne-based feedback control on quantum speed limit time
系统从初始状态到目标状态所需的最小时间被定义为量子速度极限时间。量子速度限制时间可以用于量化量子系统演化的最大速度。量子速度极限时间与量子系统的演化速度成反比。也就是说，更短的量子速度极限时间意味着更高的量子演化速度。本文研究了基于Homodyne反馈控制下二能级原子的量子速度极限时间。结果表明，随着反馈系数的增大，量子速度极限时间减小。因此，基于同程的反馈控制可以加速量子系统的演化。
2020-01-21 quant-ph
Speeding up and slowing down the relaxation of a qubit by optimal control
我们考虑一个在任意初始态下制备的二能级量子系统，由于马尔可夫耗散通道的作用，该系统弛豫到一个定态。我们研究了如何使用最优控制来加速或减慢松弛的动力学不动点。我们解析地导出了在无约束量子控制的理想模型（无限强的磁场）中不同量子信道的最佳弛豫时间。我们还分析了控制哈密顿量由一个有限的阈值有界的情况。作为我们分析的副产品，我们发现：（i）如果量子比特最初处于比环境浴更热的热状态，量子控制不能加速其自然冷却速率;（ii）如果量子比特最初处于比环境浴更冷的热状态，如果施加强控制场，它可以在有限时间内到达动力学的不动点;（iii）在不受约束的量子控制下，可以使演化态无限地和任意地接近远离动力学不动点的特殊初始态。
2013-07-30 cond-mat.mes-hall quant-ph
QED Second Order Corrections on the Speed of Light at Low Temperature
我们想在标准QED中，在双圈水平上考虑光子真空偏振张量的温度依赖性，研究低温下光速的热修正。结果表明，热浴对光的传播起色散介质的作用，光的传播速度与温度的二阶成正比地降低。与已知的计算是基于欧拉-海森堡拉格朗日和/或那些使用温度依赖的介质的电磁特性的相似性和差异进行了讨论。
2013-08-19 hep-ph hep-th quant-ph
Controlling the quantum speed limit time for unital maps via filtering operations
一个系统从一个初始状态到一个最终正交状态所需要的最小时间被称为量子速度极限时间。量子限速时间可以用来量化量子演化的速度。量子演化的速度随着量子速度极限时间的减小而增加。在这项工作中，我们将使用基于相对纯度的量子速度限制时间的界限。它适用于任意初始状态。在这里，我们研究了滤波操作对量子限速时间的影响。将观察到，对于滤波操作参数的某些间隔，量子速度极限时间通过增加滤波操作参数而减小，并且对于某些其它间隔，量子速度极限时间通过减小滤波操作参数而减小。
2020-06-18 quant-ph
Heat transfer mediated by the Berry-phase in non-reciprocal many-body systems
研究了周期驱动下与环境耦合的非互易多体系统热态的绝热演化。在这样的系统中，我们表明，除了动力学阶段的几何相可以存在，它驱动系统的弛豫动力学。与动力学相位相反，几何相位总是将系统推向其平衡态，我们证明了几何相位可以加快或减慢弛豫过程的速度。这些结果在复杂系统的热管理领域具有应用价值。
2022-09-24 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Action quantum speed limits
我们引入作用量子速度限制（QSL）作为连接两个状态的最小时间的一族界限，与通常的几何方法不同，它在很大程度上取决于路径的穿越方式，即瞬时速度。这两种方法提供了一致的边界时，瞬时速度沿固定的路径进行优化，我们证明了这一点明确的情况下，热化量子比特采用最优控制理论的技术。此外，我们批判性地分析了QSL的解释的基础上不同的选择的度量建立，在一般情况下，这些开放系统QSL时间提供了一个指示的最优性相对于测地路径，而不一定是一个可实现的最小时间的指示。
2021-02-18 quant-ph
Laserless quantum gates for electric dipoles in thermal motion
极性分子的内部状态可以通过微波频率电偶极跃迁来控制。如果所施加的微波电场具有空间梯度，则这些跃迁也影响这些偶极粒子的运动。这种能力可以用于在例如捕获的极性分子离子量子位之间设计声子介导的量子门，而无需激光照射并且无需在运动基态附近冷却。其结果是一个用于热运动中偶极子的高速量子处理工具箱，它将固态量子位的精确微波控制与捕获离子量子位的长相干时间相结合。
2020-11-16 physics.atom-ph quant-ph
Quantum and thermal effects in dark soliton formation and dynamics in a 1D Bose gas
数值研究了玻色原子气体中暗孤子在紧束缚一维谐振子阱中的烙印和动力学行为，包括有无光晶格。在准凝聚描述中，在截断的维格纳近似下合成了量子涨落和热涨落。我们跟踪孤子坐标和计算位置和速度的不确定性。我们发现相位起伏{ \em}降低了经典预言的孤子速度和种子不稳定性。单独的运行显示孤子与声波的相互作用，分裂和消失的孤子。
2009-12-08 cond-mat.quant-gas quant-ph
