The Lyapunov Spectrum of Quantum Thermalisation
本征态热化假说通过聚焦于局部观测，解决了封闭量子系统中涌现的热行为或经典行为的悖论。这允许系统的其余部分作为一个浴，热化产生由于一个过程的退相，逐渐揭示了热性质的本地观测测量的本征态。这与封闭经典系统中的热化非常不同，后者是由动力学混沌驱动的。我们展示了如何在封闭系统中的量子热化可以重铸的方式，是直接相关的经典热化。通过将状态投影到合适的变分流形上，可以精确地捕获局部可观测量。利用含时变分原理在这个流形上演化，将量子动力学投影到（半）经典哈密顿动力学上。在这种情况下，热化是由动力学混沌驱动的。我们进行了这一过程中的无限自旋链在两种方式-使用矩阵产品的状态anastrance的波函数和热场双重纯化的密度矩阵-并提取完整的李雅普诺夫谱所产生的混沌动力学。这提供了一个替代的角度后，本征态热化，预热化和可积性。
2018-06-13 cond-mat.str-el quant-ph
A closed system setting for quantum thermalisation in free fermions
SISSA（的里雅斯特国际高等研究学院）；INFN（意大利国家核物理研究所）
研究一个封闭量子系统中模拟边界耦合热库的热化及Mpemba效应，通过三部分几何结构（有限链连接两个半无限链）实现温度淬火，利用Frobenius距离和广义流体动力学分析热化过程，发现该设定下无Mpemba效应。
2026-10-16 cond-mat.stat-mech quant-ph
Discrimination of thermal baths by single qubit probes
与热浴接触的量子系统的非平衡态有助于区分不同温度或不同统计的环境。我们将这些研究扩展到一个更通用的问题，即在不平等的温度下区分两个不同成分的浴缸。值得注意的是，存在的温度制度，在初始状态准备的相干性的存在是有益的歧视能力。我们还发现，非平衡态并不是普遍最佳的，并详细说明了条件，在这种条件下，它变得方便，等待完全热化的探头。这些概念在线性光学模拟中示出。
2020-05-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
Theory of Eigenstate Thermalisation
本文利用高斯本征值分布和Dyson Brownian motion随机矩阵理论推导了本征态热化假说（ETH），将其提升为理论，并提供了一种不依赖遍历性、典型性或熵概念的统计力学推导，证明热力学平衡仅源于量子力学对大系统的适用性及不可积性的缺失。
2024-06-03 cond-mat.stat-mech quant-ph
Spontaneous disentanglement and thermalisation
通过在量子动力学中引入引发自发解纠缠与热化的非线性修正主方程，本文发现该非线性项能产生标准量子力学禁止的极限环稳态，其实验观测可为自发解纠缠假设提供重要证据。
2024-03-20 quant-ph
Operational models of temperature superpositions
The University of Queensland（昆士兰大学）；Eviden（埃维登）；Stockholm University（斯德哥尔摩大学）；KTH Royal Institute of Technology（皇家理工学院）
本文提出两种温度叠加的操作模型，探讨了量子系统与热浴热平衡的机制，并展示了其在不同物理场景中的应用。
2024-06-14 quant-ph
Partial projected ensembles and spatiotemporal structure of information scrambling
International Centre for Theoretical Sciences, Tata Institute of Fundamental Research（国际理论科学中心，塔塔基础研究所）；Max Planck Institute for the Physics of Complex Systems（马克斯·普朗克复杂系统物理研究所）
本文提出部分投影族框架，研究信息混动的时空结构，揭示其在投影族中的编码机制，并通过实验和理论分析验证其在热化和局域化区域的适用性。
2026-01-24 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum mechanical evolution towards thermal equilibrium
一个系统达到热平衡的条件，以及如何从基本动力学定律中推导出这一点，从热力学和统计力学一开始就是一个主要问题。尽管取得了相当大的进展，但这仍然是一个悬而未决的问题。受这个问题的启发，我们讨论更一般的平衡问题。我们证明，几乎完全的一般性，达到平衡是量子系统的一个普遍性质：几乎任何子系统在与一个足够大的浴相互作用将达到一个平衡态，并保持接近它几乎所有的时间。我们还证明了几个一般性的结果有关的其他方面的热化除了平衡，例如，平衡态不依赖于详细的微观状态的浴。
2008-12-12 cond-mat.stat-mech quant-ph
Nonequilibrium steady states in multi-bath quantum collision models
University College Dublin（都柏林大学学院）；University of Rochester（罗切斯特大学）
本文研究了多浴量子碰撞模型中非平衡稳态的形成与热化过程，揭示了非马尔可夫相互作用对热力学行为的影响。
2026-02-09 cond-mat.stat-mech quant-ph
Local vs global master equation with common and separate baths: superiority of the global approach in partial secular approximation
耦合量子比特的开放系统在量子物理中无处不在。因此，找到一个合适的主方程来描述它们的动态是一项至关重要的任务，必须给予最大的关注。在最近的过去，人们已经做出了许多努力来实现采用局部主方程的可能性，该局部主方程计算与环境的相互作用，忽略量子位之间的直接耦合，并且由于这个原因可能更容易求解。在这里，我们提供了一个详细的推导马尔可夫主方程的两个耦合量子位相互作用的共同和单独的浴，考虑纯退相以及耗散。然后，我们探讨了本地和全球主方程之间的差异，表明它们本质上取决于我们应用长期近似的方式。我们的研究结果表明，部分长期近似的整体方法总是提供最准确的选择主方程时，Born-Markov近似成立，即使是小的系统间耦合常数。使用不同的主方程，我们计算两个单独的浴，由一个共同的浴产生的纠缠动力学，和自发同步的出现之间的固定热流，显示出准确选择的方法的重要性。
2020-09-15 quant-ph
Partial Factorization of Wave Function for A Quantum Dissipation System
Yu和Sun提出的量子耗散过程的微观方法[Phys. Rev.，A49（1994）592，A51（1995）1845]，分析了一个典型的耗散系统--一个浸泡在多玻色子池中的单模玻色子--动力学演化的波函数结构。本文在相干态表象下，将整个系统的波函数明确地表示为系统的两个分量与浴的乘积。它不仅通过布朗运动描述了熔池对系统变量的影响，而且还体现了系统对熔池的反作用以及熔池中玻色子之间相互作用的影响。由于反作用的存在，即使在某些情况下可以忽略布朗运动，总波函数也只能部分分解，例如在弱耦合和大失谐的情况下
1997-06-20 quant-ph
Quantum homogenization in non-Markovian collisional model
本研究在非马尔可夫碰撞模型中研究单量子比特的量子均匀化，发现部分交换操作可实现与初始状态无关的均匀化，但速率较慢；更换浴-浴幺正操作可加速但失去通用性。
2024-02-07 quant-ph
A Chain-Boson Model for the Decoherence and Relaxation of a Few Coupled SQUIDs in a Phonon Bath
在Born-Markov近似下，我们建立了一个“链玻色子模型”的主方程，描述了几个超导量子干涉器件（SQUID）耦合成一个链并与低温声子池交换角动量的情形.我们的主方程有四个发电机，我们专注于阻尼和扩散，并使用它们来研究海森堡SQUID链的光谱表现出临界点能级交叉，纠缠态，和对共振跃迁的松弛和退相干。我们注意到，在一个能级交叉的相关浴波长是如此之长，即使是间隔良好的大SQUID可以部分地表现出集体耦合浴，显着降低某些松弛和退相干率。此外，即使在每个SQUID独立耦合到浴的情况下，也可以发生到纠缠态的转变。最后，成对的共振跃迁可以导致衰减振荡出现在较低能量的子空间中。
2007-06-11 cond-mat.mes-hall quant-ph
Incomplete measurement of work in a dissipative two level system
我们讨论的工作进行耦合到多个热浴量子两能级系统。为了评估工作，设想测量系统和浴之间的光子交换。在现实的情况下，一些光子在与测量无法访问的浴交换时仍然未被记录，因此只有关于功和热的部分信息可用。测量的不完整性导致了与标准波动关系的实质性偏差。我们提出了一个恢复这些关系的基础上，包括由部分测量的计数效率给出的互信息。我们进一步提出了一个可能的实施方案，即量热测量的工作，目前几乎单光子灵敏度的实验状态。
2014-12-23 cond-mat.stat-mech quant-ph
Non-equilibrium quantum thermometry with bosonic samples
University of Gdańsk（格但斯克大学）；ICFO-Institut de Ciències Fotòniques, The Barcelona Institute of Science and Technology（ICFO-光子科学研究所，巴塞罗那科技研究院）
研究强耦合非马尔可夫玻色子探针的非平衡量子测温，发现量子Fisher信息随时间非单调且存在最优测量时间，压缩态提供瞬态优势，强耦合下低温相对误差呈多项式发散。
2026-06-29 quant-ph
Work fluctuations due to partial thermalizations in two-level systems
我们研究工作提取过程介导的有限时间相互作用与周围浴- \emph{partial thermalizations} -连续时间马尔可夫过程的两个级别的系统。这种随机过程导致可以提取的功的量的波动，并且其特征在于除了利用浴的热化速率之外还驱动系统参数的速率。我们分析的情况下，能隙的二能级系统的工作是在一个恒定的速度驱动的分布。我们推导出平均功的解析表达式和功方差的下界，表明这种过程一般不可能是无涨落的。我们还观察到，上界的Monte Carlo估计的方差的工作，可以得到使用Jarzynski的波动耗散关系系统最初在平衡。最后，我们分析工作提取周期通过修改卡诺循环，将涉及部分热化的过程，并在最大功率下获得效率，这样的有限时间的工作提取周期在不同的约束条件。
2021-01-05 cond-mat.stat-mech quant-ph
On the dynamics of maximum extractable entanglement for open systems
在这项工作中，我们研究了由两个量子位与两个独立的热浴，一个共同的热浴或一个共同的压缩浴相互作用组成的系统的最大可提取纠缠的动力学。最大纠缠的状态被发现应用过滤操作，将每个状态转换为一个状态的贝尔对角形式。我们观察到一个复苏的最大可提取的纠缠共同浴。研究还表明，对于某些特定的态，在两个独立的浴在零温度下，可以部分恢复初始纠缠在任何时候。
2008-09-11 quant-ph
Strong system-bath coupling induces negative differential thermal conductance and heat amplification in nonequilibrium two-qubits systems
应用非平衡极化子变换的Redfield方程结合全计数统计分析了非平衡双量子比特系统中的量子热传递。稳态热流与弱和强量子位浴耦合是明确统一的。在双端结构中，负微分热导被解开，具有强的量子位-浴耦合和有限的量子位分裂能量。部分强的自旋-玻色子相互作用足以显示负的微分热导。基于三端结构，即两个量子位不对称耦合到三个热浴，在强量子位-热浴耦合的情况下观察到巨大的热放大因子。此外，无论是左自旋玻色子耦合还是右自旋玻色子耦合的强相互作用都能表现出明显的热放大效应。
2019-03-02 quant-ph
Entanglement dynamics of coupled quantum oscillators in independent nonMarkovian baths
这项工作致力于更好地理解如何在一个开放量子系统的纠缠，在这里表示为两个耦合的布朗振荡器，是由一个非马尔可夫环境（与记忆），在这里表示为两个独立的浴缸，每个振荡器分别相互作用。我们考虑两种设置，一个“对称”的配置，其中两个振荡器和他们的浴的参数是相同的，和一个“不对称”的配置，其中它们是不同的，特别是，一个“混合”的配置，其中两个耦合振荡器之一与一个nonMarkovian浴和其他与一个Markovian浴相互作用。我们提出了两组问题：Q1）哪种时间制度对系统的纠缠最有利？我们从详细的数值研究中得到的答案表明，A1）对于一对初始纠缠的振子，我们看到，在中间时间范围内，纠缠的持续时间与记忆时间成正比，并且它持续的时间是弛豫时间的一小部分，但是在动力学达到稳态的后期，部分转置协方差矩阵的辛特征值几乎不受益于浴非马尔可夫性。对于第二组问题：Q2）一个非马尔可夫浴的记忆可以传递给另一个马尔可夫浴吗？如果是这样，这种记忆转移是否有助于维持系统的纠缠动力学？我们对非对称混合构型的数值研究表明：A2）当一个具有短记忆时间的系统与另一个具有长记忆时间的系统耦合时，它可以获得改善，但代价是后者。纠缠的持续性取决于最容易脱离纠缠的一方。
2022-11-14 cond-mat.stat-mech 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
Beyond heat baths II: Framework for generalized thermodynamic resource theories
描述大系统的热力学已经与资源理论中与单分子实验相关的小尺度相协调。资源理论已被用于模拟能量和信息的交换。最近，粒子交换模型，并提出了一个伞形家庭的热力学资源理论模型不同浴，相互作用和自由能。本文动机和详细的家庭的结构和应用前景。如何模拟电化学，重力，磁和其他热力学系统的解释。Szilard的引擎和Landauer的原则是广义的，因为足智多谋被证明不仅是信息和引力能之间的转换，而且在不同的自由度。泛变量与可能无法对易的量子算符相关联，从而将额外的非经典性引入热力学资源理论。这篇论文的早期版本部分地激发了后来非对易热化的发展。这种概括扩展了理论的潜力，为模拟现实系统，小规模的统计力学可能会被实验测试。
2018-01-05 cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum dynamics in a tiered non-Markovian environment
介绍了一种新的分析方法来研究弱耦合于谐振子环境的离散系统的开放量子系统问题。我们的方法是基于相空间表示的密度矩阵的系统耦合到一个两层的环境。系统的动力学和它的直接环境是以非马尔可夫的方式解决的，内部环境的环境模式本身可以被更广泛的“宇宙”阻尼。将我们的方法应用到拉比和自旋玻色子模型的典型情况下，我们获得了新的有效热化温度的解析表达式和环境响应函数的修正，作为考虑这种分层环境的直接后果。精确的数值模拟的比较证实，我们的近似表达式是非常准确的，而他们的分析性质提供了更深入地了解他们所描述的物理的前景。我们的方法的一个独特的优点是，它允许同时包括一个连续的浴以及离散的环境模式，从而导致广泛和通用的适用性。
2015-02-26 quant-ph
Heat flow through the quantum heat valve coupled to ohmic baths via a master equation approach
University of Helsinki（赫尔辛基大学）；Aalto University（阿尔托大学）
本文基于主方程方法构建了量子热阀的非平衡稳态热流模型，通过部分世俗近似提高精度，并解决了共振器双重计数问题，验证了主方程方法在解释实际实验设置中的有效性。
2026-02-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
Optimal qubit-mediated quantum heat transfer via noncommuting operators and strong coupling effects
本研究通过反应坐标映射方法，发现在量子比特介导的热传输中，弱耦合下需相同且共振的耦合算符实现最优传输，而强耦合下则必须依赖热库间的非对易耦合算符。
2025-06-24 cond-mat.mes-hall quant-ph
Anisotropic and non-additive interactions of a Rydberg impurity in a quantum bath
本研究提出处理各向异性非加性杂质-浴相互作用的框架，以浸没于玻色-爱因斯坦凝聚体的里德堡原子为对象，揭示分波混合诱导的极化子与摩尔子共振，可推广至Fröhlich范式外的多种量子杂质问题。
2025-10-01 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Dynamics of entanglement of two electron spins interacting with nuclear spin baths in quantum dots
研究了两个量子点中两个电子自旋的纠缠动力学，其中每个电子都与其核自旋环境相互作用。针对非耦合量子点的情形，从两个量子比特的Bell态或Werner态出发，计算了由于与原子核的超精细相互作用而引起的纠缠衰减。我们主要关注磁场的制度，其中浴诱导的电子自旋翻转发挥作用，例如，它们的存在导致纠缠突然死亡在有限时间的外观初始化在贝尔状态的两个量子比特。对于这些领域的浴内偶极相互作用和空间不均匀性的超精细耦合的相干性（和纠缠）衰减的时间尺度上是无关紧要的，大多数的计算是使用均匀耦合近似精确的超精细哈密顿。我们提供了一个全面的概述在这个制度的纠缠衰减，考虑到量子位的自由演化，和回声协议，同时应用$π$脉冲的两个自旋。所有目前相关的实验浴状态被认为是：热状态，缩小状态（其特征在于减少不确定性的组件之一的Overhauser字段）的两个不相关的浴，和相关的缩小状态与一个明确定义的值的$z$组件的Overhauser字段interdot梯度。虽然我们主要使用的纠缠来量化的纠缠量在一个混合状态的两个电子自旋，我们也表明，他们的纠缠动力学可以重建从测量目前相关的实验纠缠证人，和保真度的量子隐形传态使用部分解纠缠状态作为资源。
2015-05-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
On the partial trace over collective spin-degrees of freedom
我们推导出分析性质的退化$ν(N,j)$发生在分解$\bigoplus\limits_{j}^\frac{N}{2}ν(N,j)\mathbb C^{2j+1}$的状态空间$\mathbb C^{2\otimes N}$。我们还研究了通过伊辛相互作用耦合到单独的自旋浴的两个量子比特的动力学，我们研究了热力学极限。
2008-07-31 quant-ph
Super-bath Quantum Eigensolver
本文提出超浴量子本征求解器，仅需物理浴存在而无需其详细描述，即可在多项式时间内制备系统基态，并建立环境偏序关系。
2025-05-14 quant-ph
Scaling Laws of Quantum Information Lifetime in Monitored Quantum Dynamics
Ming Hsieh Department of Electrical and Computer Engineering, University of Southern California（南加州大学明思海电气与计算机工程系）；Department of Electrical and Computer Engineering, Princeton University（普林斯顿大学电气与计算机工程系）；Department of Physics and Astronomy, University of Southern California（南加州大学物理与天文学系）
研究在持续监控环境下，量子信息寿命随系统规模指数增长的机制，通过随机酉电路和混沌哈密顿系统验证，揭示了监控对信息寿命的显著影响。
2026-04-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech quant-ph
Finite-time quantum equilibration from local correlations
University of Gdańsk（格但斯克大学）
该研究针对耦合最大混浴的量子子系统，建立了局域自关联与有限时间量子平衡误差的上下界关系，通过两类哈密顿模型验证了局域弛豫可与守恒律共存的结论。
2026-10-22 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el math-ph
Minimal motor for powering particle motion from spin imbalance
我们介绍了一个最小的量子马达耦合能量和粒子的传输。该系统由两个自旋组成，每个自旋耦合到一个不同的浴和一个可以在由三个站点组成的环上移动的粒子。我们表明，从浴流到系统的能量可以部分转换为执行工作对外部驱动，即使在存在适度耗散。我们还分析了自旋之间耦合的必要性。我们提出了一个实验实现我们的模型，使用捕获的离子或量子点。
2017-07-03 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Emulating non-Markovian system-bath dynamics with parametrically driven cavities
McGill University（麦吉尔大学）；Université de Montréal（蒙特利尔大学）
本文提出用参数驱动腔的离散电磁场模式模拟非马尔可夫量子系统-库动力学，可准确模拟自旋-玻色模型的局域化转变，为构建定制非马尔可夫库提供模块化平台，有量子热力学等领域应用潜力。
2026-08-25 physics.optics quant-ph
Threshold for Non-Thermal Stabilization of Open Quantum Systems
我们通常研究的是一个开放量子系统中的信息是否会在长时间内被周围的环境完全擦除。对于耦合到具有零值区谱密度的浴槽中的谐振子，我们定量地给出了系统-浴槽耦合的阈值η_{c}，在此阈值以上，系统的长时间稳定性偏离通常的热化态，系统的初始信息仍能部分保留.这种非热稳定性作为非马尔可夫效应发生。
2013-10-22 quant-ph
Quantum metrology with one auxiliary particle in a correlated bath and its quantum simulation
在现实的计量学中，纠缠探针对噪声更敏感，特别是对于相关环境。在相关环境中，纠缠探针的参数估计精度甚至低于非纠缠探针的参数估计精度。在本文中，我们提出了一个测量方案，只有一个辅助量子比特，可以选择性地抵消环境噪声的影响，在这种情况下。我们分析了方案的估计精度，发现在适当的辅助态下，方案的估计精度接近海森堡极限。我们进一步讨论采用辅助状态，以提高在其他环境模型，如部分相关的环境测量的精度。为了验证我们的方案，我们应用一个最近开发的量子算法来模拟我们的建议的量子动力学，并表明它优于其他建议，更少的资源。
2021-05-21 physics.atom-ph quant-ph
Suppressing information storage in a structured thermal bath: Objectivity and non-Markovianity
与环境相互作用的量子系统往往会通过与环境自由度产生的相关性在传输中丢失信息。对于非马尔可夫环境的情况，环境中包含的信息可能会返回到系统中，并且这种效果可以由非马尔可夫见证人捕获。在目前的工作中，我们使用一个中心量子比特耦合到自旋链与伊辛相互作用受到磁场，即，中心自旋模型，并通过Kraus算子求解受退相动力学影响的系统的精确动力学。为此，我们使用两个证人来分析非马尔可夫性的存在：BLP基于迹的措施和条件过去未来相关器（CPF）。此外，我们看到这种行为如何抑制量子达尔文主义范式的部分信息图（PIP）中的经典平台，以及频谱广播结构（SBS）中的客观信息。除了系统的角度来看，我们展示了不可能的编码可访问的信息在环境中的任何模型限制的测量。
2021-10-07 quant-ph
Clausius inequality versus quantum coherence
在这项研究中，我们模型的谐振子，进入干涉仪部分耦合到热浴的振荡场采用布朗型Lindblad主方程。更具体地说，我们调查的动力学和在不同温度下的系统的热力学量的变化。我们认识到，虽然系统可以保持相干在其与热浴在低温极限的相互作用，系统的熵产生违反克劳修斯不等式。此外，我们认为，系统的相干性是这种违反的来源，而不是系统的纠缠度，如以前的研究报告。
2019-06-26 quant-ph
Avoiding dissipation in a system of three quantum harmonic oscillators
研究了由三个耦合失谐谐振子组成的开放量子系统在公共热浴中的对称性。它示出了分析如何工程的耦合和频率的系统，以便有几个自由度不受退相干，无论具体的频谱密度或初始状态的浴。这种部分热化允许在中等温度下观察渐近纠缠，即使在非共振的情况下。后一个特征在只有两个振子的简单情况下是看不到的，突出了三体情况下更丰富的结构多样性。当离开严格的条件下部分热化，一个层次结构的正常模式的耗散率观察，导致一个长的瞬态量子相关性，如量子不和谐在很大程度上被保存，以及同步动力学的振荡器正交。
2013-04-08 quant-ph
Exact Many-body Quantum Dynamics in One-Dimensional Baths via Collective Spins
Columbia University（哥伦比亚大学）；University of South Florida（南佛罗里达大学）；Max Planck Institute of Quantum Optics（马克斯·普朗克量子光学研究所）
提出基于对称性的方法，利用部分置换对称性将量子比特分组为“超自旋”，将希尔伯特空间维度从指数级降至多项式级，从而精确计算一维电磁浴中多体量子系统的动力学，并揭示超辐射动力学中自旋长度不守恒及暗态纠缠特性。
2026-06-16 quant-ph
Numerical implementation of the partial secular approximation and unified master equation in structured open quantum systems
本文提出了一种通用代码，用于计算结构化开放量子系统中红菲尔德方程的部分世俗近似，并能重现统一主方程，以更准确地描述开放量子系统的动力学行为。
2025-11-28 quant-ph
Quantum entanglement generation in de Sitter spacetime
在开放量子系统的框架下，研究了de Sitter时空中两个相互独立的静态二能级原子间纠缠的产生。我们把双原子系统看作是一个开放系统，在de Sitter不变真空中与一个起伏的共形耦合无质量标量场相互作用，并推导出控制其演化的主方程。利用部分转置判据，分析了初始可分原子间的纠缠产生，发现deSitter时空中的静态原子在纠缠产生方面表现出与平坦时空中热浴原子不同的特征.因此，原则上，人们可以通过检查在某些情况下两个初始可分离的静态原子之间的纠缠产生来判断他是在热浴中还是在德西特空间中。
2013-10-29 gr-qc hep-th quant-ph
Entanglement negativity spectrum of random mixed states: A diagrammatic approach
随机纯态的纠缠特性与从混沌量子动力学到黑洞物理的各种问题都有关系。这种状态的平均二分纠缠熵承认体积法，并在增加子区域的大小遵循Page曲线。本文通过将系统耦合到一个浴槽中，将这一机制推广到随机混合态，并利用部分转置方法研究了它们的纠缠特性。我们开发了一种图解方法，将部分转置内随机矩阵理论和制定扰动理论$1/L$，希尔伯特空间维数的逆。我们计算了几个量，包括部分转置的谱密度（或纠缠负谱），两点相关的本征值，和对数负。只要浴小于系统，我们发现，在扫描的子区域的大小，对数负性显示出一个初始的增加和最终的减少类似的页面曲线，而它承认在中间政权的平台，对数负性只取决于系统的大小和浴，但不对系统是如何分配。这个中间相在随机纯态中没有类似物，并且通过临界点与其他两个区域分开。我们进一步证明了当浴比系统大至少两个额外的量子比特时，对数负性为零，这意味着不存在纠缠。利用图解方法，我们提供了一个简单的推导后两个制度的纠缠负谱的半圆定律。我们发现，尽管出现了一个周期分布，让人想起高斯酉系综（GUE），高阶校正的负谱和两点相关偏离GUE。
2021-08-27 cond-mat.str-el hep-th math-ph
Mediated Homogenization
均匀化协议通过重复地将系统与一组相同的附属物耦合，将系统的量子力学演化建模为独立于其初始配置的固定状态。在这里，我们分析这些协议内的形式主义的“放松”的渠道提供了一个容易检查的充分条件均匀化。在这种情况下，我们描述介导的均匀化方案，其中连接的量子网络松弛到一个固定的状态，只有部分相互作用的浴。我们还研究配置，使我们能够引入网络的元素之间的纠缠。最后，我们分析了具有两个不同浴的竞争配置的效果，我们证明了海森堡链的收敛到动力学平衡。
2007-10-26 quant-ph
Quantum filtering of a thermal master equation with purified reservoir
考虑有限温度下服从量子光学主方程的系统，研究了一类通过监测其完全或部分净化环境而获得的条件动力学。更具体地说，从环境的热状态可以被视为有损耗和有噪声的双模压缩态的局部状态的概念出发，我们考虑了由零差检测两种模式产生的条件动力学（“解缠”）这种状态。因此，我们确定了一类unravellings参数化的损失率所遭受的环境双模状态，这之间的插值直接检测的环境模式单独（发生的总损失，从而没有相关性的两个环境模式之间的左）和完全访问的净化浴（发生时，没有损失的作用和环境的双模状态是纯的）。因此，我们表明，虽然直接检测浴是不能够达到最大的稳态压缩广义达因unravellings所允许的，这样的最佳值时，可以得到一个完全净化浴是可访问的。更一般地说，我们表明，在我们的框架内，任何程度的访问浴净化提高过滤协议的性能方面实现的挤压和纠缠。
2014-12-16 quant-ph
A quantum non-Markovian collision model: incoherent swap case
我们最近提出了一个基于碰撞模型的框架来接近非马尔可夫量子动力学[Ciccarello F Palma G M and Giovannetti V 2013 Phys. Rev. A 87，040103（R）]。作为一个显着的特点，内存中引入了一个动态的方式，通过添加额外的内部辅助冲突的标准（无记忆）的碰撞模型。在这里，我们专注于这样的浴内碰撞的情况下，描述不连贯的部分交换操作。简要回顾模型后，我们展示了如何包括温度作为一个额外的参数，放松假设，每个浴附属最初是在一个纯粹的状态。我们还计算明确的动力学映射所带来的主方程的范例的Jaynes-Cummings系统的辅助耦合。
2013-05-01 quant-ph
Persistent fermionic entanglement under decoherence
研究两个不可区分费米子与全局玻色子浴耦合下的退相干，识别出纠缠持续存在的态族，为开放费米子系统纠缠动力学提供见解。
2025-05-22 quant-ph
Non-Markovian dynamics in a spin star system: Exact solution and approximation techniques
本文研究了N个自旋为1/2的粒子按自旋星形排列时，中心自旋耦合的约化动力学。导出了约化密度算符的精确时间演化，并在无限个浴自旋的极限下得到了解析解，其中模型表现出完全弛豫和部分退相干。结果表明，中心自旋的动力学不能在Born-Markov近似下处理。Nakajima-Zwanzig和无时间卷积投影算子技术被应用于自旋星系统。相应的非马尔可夫运动方程的摄动展开的性能进行检查，通过与精确解的比较。
2004-01-10 quant-ph
Quantum entanglement of decohered two-mode squeezed states in absorbing and amplifying environment
研究了双模压缩态与具有一般增益和损耗参数的线性池相互作用系统的量子纠缠特性。通过从主方程显式求解ρ，确定了密度矩阵ρ的部分转置ρ^{T_A}的特征值和特征向量的解析表达式.在Fock空间中，ρ^{T_A}随着系统的演化保持块对角结构.此外，我们还发现，由于量子阱的退相干作用，ρ^{T_A}的简并性被打破，从而得到了一组新的本征向量，用于构造纠缠见证算符.这种本征向量是时间无关的，这是一个强大的纠缠双模压缩态在噪声的存在下的签名。
2007-04-16 quant-ph
Hyperfine-induced decoherence in triangular spin-cluster qubits
我们研究了三角形自旋团簇中不同量子比特编码的超精细诱导退相干。电可控自旋手征本征态（C_z）的退相干时间接近毫秒，比总自旋投影本征态（S_z）和部分自旋和本征态（S_{12}）的退相干时间长两个数量级。手性的鲁棒性是由于它与团簇中的总自旋分量和单个自旋分量解耦。这导致C_z与核自旋浴之间的有效相互作用被抑制。
2012-05-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
Engineering Coherence and Ergotropy through Spatial Arrangement of Environmental Channel in a Two-Qubit Quantum Battery
Indian Institute of Technology Guwahati（印度理工学院古瓦哈提分校）
该研究探究双量子比特量子电池的环境通道空间排布对相干性与功提取的影响，采用XY交换耦合量子比特，发现共置配置可保留更多全局功熵，二者为调控可提取功提供互补机制。
2026-08-31 quant-ph
A multifunctional quantum thermal device: with and without inner coupling
通过调节系统内部耦合强度和外部热浴温度，将一个连接在三个热浴上的三能级系统改造成一个集阀门、制冷器、放大器和温度计于一体的量子态的微型热器件。我们讨论的作用，内耦合以及稳态量子相干性在这些热函数使用Redfield主方程下的部分长期近似。无需系统内部耦合的辅助，即可建立低温终端的高灵敏度温度计。我们对这种多功能热器件的研究为与量子相干性相关的量子热力学提供了更深层次的理解。
2021-01-26 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Temperature uncertainty relation in non-equilibrium thermodynamics
在正则系综中，量子系统的温度不确定性与其能量涨落成反比，这就是温度-能量不确定性关系。对于非平衡开放量子系统，没有发现这样的不确定关系。本文导出了一般非平衡过程的一个普适温度测不准关系。我们发现，在非平衡情况下，决定温度不确定性的是热的涨落（定义为熔池能量的变化）。具体地说，热分为轨道热和反作用热，分别与系统的演化轨道和部分测量对系统的反作用有关。在此基础上，揭示了系统与熔池的过程函数和态函数之间的相关性是提高温度精度的源泉。研究结果对设计高灵敏度的量子温度计具有指导意义。
2022-05-01 quant-ph
Semiclassical spin-bath calculation of the nitrogen-isotope effect on NV$^-$ ensemble coherence in diamond
University of Tsukuba（筑波大学）；CNRS, University Grenoble Alpes, Grenoble INP, University of Tsukuba（法国国家科学研究中心，格勒诺布尔阿尔卑斯大学，格勒诺布尔理工学院，筑波大学）
通过半经典自旋浴模型，研究氮同位素对NV$^-$系综相干性的影响，发现$^{15}$N使$T_2$缩短而$T_2^*$不变，比值$T_2$($^{14}$N)/$T_2$($^{15}$N) = 1.118，解释了实验观测的部分差异。
2026-10-01 quant-ph
Finite-time performance of a single-ion quantum Otto engine
研究了基于单个囚禁离子的量子热机在有限时间内的性能。始终开启的热环境就像是热浴，而离子的运动自由度则起到了有效冷浴的作用。热等容冲程通过离子与其热环境的相互作用来实现，而离子的内部状态的投影测量作为冷等容冲程的等效物来执行。膨胀和压缩冲程通过适当改变施加的磁场来实现。我们详细研究了如何有限的持续时间的每个冲程影响发动机的性能。我们表明，部分热化实际上可以提高效率的发动机，由于剩余的相干性，而更快的膨胀和压缩冲程增加内摩擦，从而降低效率。
2021-06-12 quant-ph
Influence of classic noise on entangled state formation in parametric systems
研究了两个参量耦合量子振子置于独立热浴中的“高温”纠缠态，并考虑了部分相干参量泵浦.开放系统中的过程被认为是基于海森堡-朗之万形式主义。利用马尔可夫过程近似，得到了量子随机问题中平均二次关联函数的封闭方程组。在数值计算的基础上，研究了系统纠缠度的度量--对数负性的动力学性质。结果表明，参量泵浦的部分相干性使得纠缠态的寿命是有限的。这些状态的形成和存在的阈值特性指定。
2016-09-08 quant-ph
