Quantum trajectories for time-local non-Lindblad master equations
针对超弱耦合外非GKSL型Redfield方程因负耗散强度无法用常规量子轨迹模拟的问题,提出仅需增加一个经典比特的伪Lindblad量子轨迹(PLQT)解构方法,并在单量子比特和费米Hubbard链上验证了其有效性。
2023-09-22 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Heavy quark master equations in the Lindblad form at high temperatures
导出了高温夸克-胶子等离子体中重夸克系统的Lindblad形式的量子主方程。利用微扰论中的影响泛函理论导出了开放量子系统的主方程。这些主方程有着广泛的应用,如夸克-胶子等离子体中重夸克偶素的退相干和重夸克的朗之万动力学。我们还证明了无反冲极限下的夸克偶素主方程与具有随机势的薛定谔方程之间的等价性。
2015-04-13 cond-mat.stat-mech hep-ph hep-th
UniqueNESS: Graph Theory Approach to the Uniqueness of Non-Equilibrium Stationary States of the Lindblad Master Equation
针对林德布拉德主方程非平衡定态唯一性问题,提出基于图论的UniqueNESS方法,通过分析哈密顿量与跳跃算符关联有向图的连通性,优化现有唯一不动点判据的处理方式。
2025-04-16 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Optimal form of time-local non-Lindblad master equations
本文证明Redfield和Hu-Paz-Zhang方程可转化为伪Lindblad形式,并系统研究保持耗散子不变的变换以最小化负项权重,从而优化量子轨迹分解收敛和GKSL方程截断。
2024-07-19 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Closed form solution of Lindblad master equations without gain
给出了一类描述开放量子系统的主方程本征值问题的封闭形式解。该方法依赖于在哈密顿部分中存在保守的激发数,并且没有Lindblad算子描述系统的激发。在没有失相Lindblad算子的情况下,Liouville算子的本征系统可以从量子跳跃方法中使用的有效非厄米哈密顿量的本征值和本征向量构造。用这种方法可以求解自旋链的开放形式、Tavis-Cummings模型和无增益耦合谐振子。
2014-05-30 quant-ph
The Lindblad and Redfield forms without secular approximation derived from Born-Markov master equation and their applications
本文从开放量子系统的Born-Markov主方程出发,导出了有久期近似和无久期近似的Lindblad和Redfield形式。根据文献[1]中的方法,重新计算了浴的谱相关张量(浴关联函数的傅里叶变换)和主方程的两种形式中的系数。[Phys. Rev. A 99,022118(2019)]。它们是复数,而不是传统简化方法得到的实数。利用得到的方程研究了两个模型[一个是开放的三能级量子系统模型,另一个是模拟光合作用反应中心的藻红蛋白545(PE 545)模型]的动力学。复系数的非久期Lindblad和Redfield方程与Born-Markov主方程的动力学结果几乎相同。然而,传统的Lindblad和Redfield方程的结果偏离了开放量子系统的实际动力学。
2019-11-26 quant-ph
Non-Markovian Quantum Jump with Generalized Lindblad Master Equation
蒙特卡罗波函数方法或量子轨道/跳跃方法是研究马尔可夫主方程所支配的耗散动力学的有力工具,特别是对于高维系统和难以直接模拟的情况。在本文中,我们将这种方法推广到由广义Lindblad主方程描述的非马尔可夫情形。两个例子来说明该方法的介绍和讨论。结果表明,该方法能正确地再现系统的耗散动力学。文中还讨论了该方法与传统马尔可夫跳变方法的区别以及该方法的计算效率。
2008-10-14 quant-ph
Beyond the Lindblad Master Equation: Heat, Work and Energy Currents in Boundary Driven Spin Chains
我们考虑了在某些边界驱动的量子自旋系统中能流及其分量,热和功的精确研究。电流的表达式,以及相关的Lindblad主方程,通过重复的相互作用计划。我们考虑小系统,以分析计算的稳定分布,研究在稳定状态下的电流。详细分析了非对称XXZ模型和量子伊辛模型。对于XXZ链,我们提出的情况下,不同的组合物的热量和工作电流,通过重复的相互作用协议,导致相同的能量电流,这可能是通过Lindblad主方程获得。对于量子伊辛链,我们描述了零能量电流和novanishing热和工作电流的情况。我们的研究结果清楚地表明,要讨论这些边界驱动自旋量子系统中的热,我们必须超越只涉及林德布拉德主方程的研究。
2020-05-24 quant-ph
Stochastic Wave-Function Unravelling of the Generalized Lindblad Master Equation
最近,一个广义主方程被导出,将Lindblad理论扩展到高度非马尔可夫量子过程(H. P.Breuer,Phys.Rev.A \textbf{75},022103(2007))。我们执行一个随机解开这个主方程考虑$n$随机状态向量,满足相应的随机微分方程的分段确定性过程。作为一个应用,我们考虑了一个随机耦合到由两个有限能级的能带组成的环境中的两态系统。我们的数值结果进行了比较,从时间卷积(TCL)投影算子方法使用相关的投影超算子和该系统的薛定谔方程的精确解。
2009-03-31 quant-ph
Perturbative Steady States of Completely Positive Quantum Master Equations
Lindblad形式保证了马尔可夫量子主方程(QME)的完全正性。然而,它的微观推导的量子系统弱相互作用的热浴需要几个近似,这可能会导致不准确的QME。最近,各种Lindbladian QME推导不诉诸长期近似的Redfield方程,这并不保证完全的积极性。在这里,我们明确计算,在微扰的方式,这些Lindbladian QME的平衡稳态。我们比较的结果与稳定状态的Redfield方程从解析延拓方法,这符合所谓的平均力吉布斯(MFG)状态。MFG状态是通过对总哈密顿量的吉布斯状态的浴自由度进行积分而获得的。我们明确表明,Lindbladian QME的稳态是不同的MFG状态。我们的研究结果表明,操纵的Redfield方程需要强制执行完全积极的QME驱动器的稳定状态远离MFG状态。我们还发现,在高温区,在一定条件下,Lindbladian QME和MFG态的稳态都降低到系统哈密顿量的相同Gibbs态。
2022-11-22 cond-mat.stat-mech quant-ph
A Master Equation with Generalized Lindblad Form and a Unitary Transformation by the Squeezing Operator
在前面的论文arXiv:0802.3252 [quant-ph]中,我们处理了一个由具有广义Lindblad形式的主方程给出的模型,并研究了与某些李代数相关的代数结构,并构造了一个近似解。本文利用压缩算符对主方程作幺正变换。然后将广义Lindblad形式转化为通常的Lindblad形式,而将原Hamilton量转化为较复杂的形式。因此,我们有两个不同的表示基于李代数su(1,1)。我们研究了新的代数结构,并构造了一些近似解。
2008-03-21 math-ph math.MP quant-ph
Algebraic Structure of a Master Equation with Generalized Lindblad Form
量子阻尼谐振子由通常Lindblad形式的主方程描述。我们已经在arXiv:0710.2724 [quant-ph]中完全解决了这个方程。为了构造一般的解决方案的表示理论的几个事实的基础上李代数$su(1,1)$使用。本文讨论了由具有广义Lindblad形式的主方程描述的一般模型。然后,我们研究了与某些李代数相关的代数结构,并构造了有趣的近似解。
2008-02-22 math-ph math.MP quant-ph
Kraus is King: High-order Completely Positive and Trace Preserving (CPTP) Low Rank Method for the Lindblad Master Equation
本文提出了一种面向Lindblad主方程的高阶完全正保迹(CPTP)低秩方法,利用密度矩阵低秩结构并保持完全正性与保迹性。
2025-04-30 cs.NA math.NA quant-ph
Convergence Analysis of Galerkin Approximations for the Lindblad Master Equation
本文研究了无限维Hilbert空间上Lindblad主方程的数值逼近,采用经典Galerkin方法进行空间离散化,利用先验估计推导出显式收敛速率,并通过自主量子纠错实例验证了方法的有效性。
2025-10-13 cs.NA math.NA quant-ph
Lindblad master equation for the damped harmonic oscillator with deformed dissipation
在开放量子系统的Lindblad理论框架下,导出了基于变形代数的量子谐振子与耗散环境,特别是与热浴相互作用的主方程.观测量的运动方程强烈依赖于形变函数。在热浴温度为零的情况下,在小变形参数的极限下,计算了数算符和平方数算符的期望值。得到了密度矩阵方程的稳态解,并证明了其与变形无关。
2007-03-18 quant-ph
Engineering entanglement and teleportation via solving Lindblad master equation
提出了一个基于两个量子电动力学腔中受激二能级原子与辐射场相互作用的实验模型。它是将一个受激的二能级原子通过两个串联的腔,腔中含有辐射场。因此,在马尔可夫和非马尔可夫状态下,描述腔体内联合场系统的约化密度矩阵的Lindblad主方程是精确求解的。然而,在总场-场系统中固有的纠缠率是用各种纠缠的证据,如并发,对数负性和量子不和谐来评估的。利用负体积和Wigner函数讨论了非经典性。最后,提出了两种量子隐形传态方案。
2020-09-11 quant-ph
Staying positive: going beyond Lindblad with perturbative master equations
微扰主方程(布洛赫-雷德菲尔德)被广泛用于研究耗散量子力学-特别是量子比特-尽管25年前的批评认为它违反了正性(产生负概率)。我们采取一个任意的系统耦合到一个环境中包含许多度的自由,并投其微扰主方程(来自一个微扰处理Nakajima-Zwanzig或Schoeller-Schon方程)的形式Lindblad主方程。我们发现方程的参数是时间依赖的。这种时间依赖性很少被考虑,并使Lindblad的动力半群分析失效。我们分析了一个这样的布洛赫-雷德菲尔德主方程(一个两级系统耦合到一个环境,具有很短的,但非零的记忆时间),这显然违反了积极性。我们分析表明,一旦占的参数的时间依赖性,积极性被保存。
2008-03-26 cond-mat.mes-hall quant-ph
Generalized Lindblad Master Equation for Measurement-Induced Phase Transition
测量诱导相变(MIPT)发生时,系统是在幺正演化与本地测量后选择一起发展。我们提出了一个广义版本的Lindblad主方程作为一个连续的方程,来描述在MIPT的第二雷尼熵的动力学。这个广义的林德布拉德方程明确地考虑了MIPT中的后选择,这在方程中被实现为Einstein-Podolsky-Rosen(EPR)状态投影。此外,这个广义的林德布拉德方程保持厄米,单位迹,和正定性的密度矩阵。我们进一步用硬核Bose-哈伯德模型作为具体例子,数值证实了我们的广义林德布拉德方程适用于描述MIPT。
2023-01-01 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas 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
Adiabatic elimination for open quantum systems with effective Lindblad master equations
考虑由Lindblad型主方程描述的双时标开放量子系统.快时间尺度是强耗散的,并将系统推向低维消相干空间。为了进行绝热消除这种快速松弛,我们提出了一个几何渐近展开的基础上的小的正参数描述的时间尺度分离。这种扩展利用几何奇异摄动理论和中心流形技术。我们猜想,在任何顺序,它提供了一个有效的慢Lindblad主方程和一个完全积极的参数化的慢不变子流形与低维消相干自由空间。通过保留完整的正性和痕迹,两个重要的结构属性附加到开放的量子动力学,我们得到了一个降阶模型,直接传达了物理解释,因为它依赖于有效的Lindbladian描述的缓慢进化。在一阶,我们推导出简单的公式有效Lindblad主方程。对于一个特定类型的快速耗散,我们展示了如何任何哈密顿扰动产生Lindbladian二阶修正的一阶缓慢的演变所管辖的Zeno-Hamiltonian。这些结果说明了一个复合系统的强耗散谐振子,辅助,弱耦合到另一个量子系统。
2016-03-15 math.OC quant-ph
Lindblad master equations for quantum systems coupled to dissipative bosonic modes
我们提出了一个一般的方法来获得Lindblad主方程的子系统,其动力学耦合到耗散玻色子模式。推导依赖于一个Schriffl-Wolff变换,它允许消除玻色子的自由度后,自洽地确定其状态作为耦合量子系统的函数。我们将这种形式主义的耗散Dicke模型,并推导出Lindblad主方程的原子自旋,其中包括介导的玻色子模式的相干和耗散的相互作用。这个主方程准确地预测了迪克相变,并给出了正确的稳态。此外,我们比较动力学使用精确对角化和数值积分的主方程与半经典轨迹的预测。最后,我们通过研究NOON态的弛豫来测试我们的形式主义的性能,并表明动态捕获超越平均场近似的量子亚稳性。
2022-03-07 cond-mat.quant-gas quant-ph
A quantum algorithm to simulate Lindblad master equations
本文提出一种基于二阶乘积公式和随机编译的量子算法,用于模拟 Lindblad 主方程,无需辅助量子比特即可实现耗散过程并降低门复杂度,同时扩展至时间依赖情形并给出新的 diamond 范数误差界。
2024-07-01 quant-ph
Many-body open quantum systems beyond Lindblad master equations
多体量子系统呈现出丰富的现象学,当它们与环境接触时,可以显着改变。为了研究这样的设置,通常进行一些近似,无论是关于系统,环境,或两者兼而有之。大型量子相互作用系统的一个典型方法是使用局部的、马尔可夫的和Lindblad形式的主方程。在这里,我们提出了一个实施的Redfield主方程使用矩阵产品的状态和运营商。我们表明,这使我们能够探索参数制度的多体量子系统和环境,不能探测与以前的方法的基础上本地Lindblad主方程。我们还通过与基于精确温度场的链式映射方法的比较,证明了我们的结果的有效性。
2019-01-09 cond-mat.quant-gas quant-ph
Signs of the rates in the Lindblad master equations can always be arbitrarily determined
本文证明任意有限维开放量子系统动力学都可由所有速率非负的Lindblad形式主方程描述,且速率符号可被任意确定,从而对现有马尔可夫性判定准则提出质疑。
2023-10-27 quant-ph
Many-particle Sudarshan-Lindblad equation: mean-field approximation, nonlinearity and dissipation in a spin system
一个系统的$N$自旋1/2粒子与热库的相互作用被用作高年级本科生和研究生的教学例子。我们介绍和说明一些方法,近似和现象有关的耗散和非线性多粒子物理。我们开始我们的分析从动力学Sudarshan-Lindblad量子主方程的密度算符的系统$\mathcal{S}$与热库$\mathcal{R}$。我们推导出量子版本的所谓的Bogoliubov-Born-Green-Kirkwood-Yvon(BBGKY)方程,使得主方程可以分解成一个分层的一组$N-1$方程($N>1$)。通过引入平均场近似,将问题简化为非线性单粒子系统,从而打破了这一层次结构。在这种情况下,汉密尔顿是非线性的(即,它取决于$\mathcal{S}$的状态),尽管负责$\mathcal{S}$的耗散和消相干的超算符保持不受影响。为学生提供有用的工具:(1)我们讨论了所涉及的物理近似,(2)我们导出了由哈密顿量产生的平均值运动方程的解析解,(3)我们解析地求解了定态区域中的主方程,(4)我们得到并讨论了非线性主方程的数值解,最后,(5)我们讨论了超越平均场近似的主方程,并说明了如何引入以前被忽略的高阶量子关联。
2014-10-08 cond-mat.stat-mech quant-ph
Symmetries and conserved quantities in Lindblad master equations
本文研究了与时间无关的Lindblad主方程的定态结构,特别是具有多个定态的Lindblad主方程。这里的方法是把林德布拉德系统作为幺正量子力学的推广,把对称性和守恒量的直觉扩展到耗散的情况。我们结合和应用各种结果,以获得一个详尽的表征的无限时间行为的Lindblad演化,包括结构的无限时间密度矩阵和它的依赖初始条件。因此,对于任意状态初始化,可以精确地跟踪无限时间限制中的环境的影响,而无需中间时间的动态知识。因此,充分的标准确定的Lindblad主方程的稳定状态。这些准则是初始状态的知识,稳态子空间的基础,以及所有守恒量。我们给出了双量子位耗散和单模$d$ -光子吸收的例子,其中所有的量都是解析确定的。这些技术的应用量子信息,计算和反馈控制进行了讨论。
2014-01-27 cond-mat.mes-hall quant-ph
Accurate Lindblad-Form Master Equation for Weakly Damped Quantum Systems Across All Regimes
量子系统的现实模型必须包括与环境的耗散相互作用。对于弱阻尼系统,Lindblad形式的马尔可夫主方程由于其易处理性和效率而对这项任务是无价的。然而,这个方程只适用于系统跃迁的任何子集的频率相等(简并),或者它们的差异远大于跃迁的线宽(远失谐)。在这两个机制之外,唯一有效的描述是布洛赫-雷德菲尔德(B-R)主方程,其有效性长期以来一直存在争议,因为它不能保证密度矩阵的正性。在所有领域有效模拟弱阻尼系统的能力变得越来越重要,特别是在量子技术领域。在这里,我们解决了这个长期存在的问题。我们发现,谱密度的斜率上的条件是足以推导出Lindblad形式的主方程,是准确的所有制度。我们进一步证明,这个条件是必要的弱阻尼系统描述的B-R方程或实际上任何马尔可夫主方程。因此,我们获得了B-R方程在其整个适用范围内的替代品,该替代品准确性不低,结构更简单,完全正,允许通过有效的量子轨道方法进行模拟,并统一了以前的Lindblad主方程。我们还表明,通过精确的模拟,新的主方程可以描述系统中,缓慢变化的过渡频率相互交叉的演变过程中。在系统工程中开发的系统识别工具在我们的分析中发挥着重要作用。我们希望这些工具在涉及复杂系统的其他物理领域中证明是有用的。
2020-02-28 quant-ph
Stochastic unraveling of time-local quantum master equations beyond the Lindblad class
提出了一种新的随机解一般时间局域量子主方程(QME)的方法,该方法只涉及时间t处的约化密度算符。这种跳跃算法使一个数值有效的治疗QME这不是Lindblad形式。因此,它开辟了新的大领域的应用随机方法。解开可以通过允许具有负权重的轨迹来实现。我们目前的结果的量子布朗运动和Redfield QME作为测试的例子。该算法也可以解开非马尔可夫QME时,他们在一个时间局部的形式,如在时间卷积形式主义。
2002-08-13 physics.comp-ph quant-ph
Spectral resolution of the Liouvillian of the Lindblad master equation for a harmonic oscillator
形式化求解了描述开放系统动力学的谐振子Lindblad主方程。该解决方案产生的频谱分辨率的Liouvillian,即,所有的特征值和特征投影。在双正交系统和操纵希尔伯特空间的背景下,这种光谱分辨率进行了深入讨论,并揭示了每个本征投影的期望值的物理量的贡献。我们还构造了Liouvillian的阶梯算子,阐明了谱分辨的结构。
2010-07-29 math-ph math.MP quant-ph
Floquet-Lindblad Master Equation Approach to Open Quantum System Dynamics
提出 FLiMESolve 求解器,用于高效、准确地模拟时间周期开放量子系统,并在保持现有求解器优势的同时放宽 Lindblad 久期近似。
2025-01-07 physics.comp-ph quant-ph
Field-theoretical approach to open quantum systems and the Lindblad equation
我们发展了一个系统的基于凝聚态多体方法的开放量子系统的场论方法。开放量子系统的约化密度矩阵的时间演化由传输矩阵决定。发展图解微扰理论,调用Wick定理与热平衡中的Caldeira-Leggett量子振荡器环境有关,传输矩阵满足Dyson方程,其特征在于不可约核。与Nakajima-Zwanzig和标准方法不同,Dyson方程等价于约化密度矩阵的一般非马尔可夫主方程,包含长期效应并且与初始制备无关。核由相互作用的幂的系统图解展开确定。我们考虑核的玻恩近似。应用凝聚态极点,或者等价地,一个准粒子型近似,相当于通常的假设的时间尺度分离,我们推导出一个主方程的马尔可夫型。此外,施加的行波近似,我们得到的Lindblad形式的马尔可夫主方程。为了说明该方法,我们考虑单个量子位耦合到热浴的标准示例。
2022-08-05 cond-mat.stat-mech quant-ph
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
Low temperature decoherence dynamics in molecular spin systems using the Lindblad master equation
针对低温下分子自旋系统的不可逆退相干问题,提出结合开放量子系统与电子结构理论的方法,利用 Lindblad 主方程显式引入电子结构信息预测弛豫速率,为量子信息与传感等领域提供了描述弛豫效应的框架。
2024-11-13 quant-ph
Unified Gorini-Kossakowski-Lindblad-Sudarshan quantum master equation beyond the secular approximation
推导出一个弱耦合系统的量子主方程,它考虑了非长期效应,但仍然具有数学上正确的Gorini-Kossakowski-Lindblad-Sudarshan形式(特别是,它保留了密度算符的正性),并且还满足标准的热力学性质,这是开放量子系统理论中一个已知的长期存在的问题。当系统的某些能级或它们的差(玻尔频率)接近简并时,非久期项是重要的。我们提供了一个充分严格的推导,这样的方程的基础上的形式化的弱耦合极限的一般情况下。
2021-07-25 math-ph math.MP quant-ph
Lindbladian Evolution with Selfadjoint Lindblad Operators as Averaged Random Unitary Evolution
它示出了如何任何Lindbladian演化与自伴Lindblad运营商,无论是马尔可夫或nonMarkovian,可以被理解为平均随机酉演化。数学和物理后果进行了分析。首先提出了一种求解这类主方程的简便快速的方法,并以多光子共振Jaynes-Cummings模型在行波近似下的相位阻尼主方程为例进行了详细的说明。一些内在的退相干模型在文献中的推广。在同样的理论指导下,我们提出了推广Jaynes-Cummings模型的建议,其预言与腔QED和离子阱中的实验结果是一致的。还包括随机动态崩溃模型的比较。
2002-08-28 quant-ph
A Lindblad master equation capable of describing hybrid quantum systems in the ultra-strong coupling regime
本文提出一种扩展的Lindblad主方程方法,通过抑制负频率下的有效谱密度,使衰减算子仅作用于光子模式,从而能够描述任意电磁环境下超强耦合机制中的混合量子系统动力学,并在简单模型和纳米等离子体装置中验证了其优越性。
2023-05-22 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
Recursive perturbation approach to time-convolutionless master equations: Explicit construction of generalized Lindblad generators for arbitrary open systems
Università degli Studi di Milano(米兰大学);INFN, Sezione di Milano(意大利国家核物理研究所米兰分部);University of Freiburg(弗赖堡大学);Universität Siegen(锡根大学);Universitat Autònoma de Barcelona(巴塞罗那自治大学)
本文发展了一种递归微扰展开方法,将开放量子系统的时间卷积无(TCL)生成元表示为广义Lindblad形式,并在任意阶保持Lindblad-like结构,同时满足最小耗散条件,显式计算至四阶以验证其对非马尔可夫动力学和强耦合效应的有效性。
2026-06-19 quant-ph
The master equation for the reduced open-system dynamics, including a Lindbladian description of finite-duration measurement
我们考虑在有限时间间隔内发生的系统的测量问题,而环境引起的噪声降低了系统状态的相干性。我们假设一个马尔可夫测量设备,因此,使用Lindbladian描述的测量动力学。为了研究由非马尔可夫环境产生的噪声的情况,其定义不包括测量仪器,我们使用Redfield方法来处理系统与环境之间的相互作用。在目前的混合理论中,为了追踪环境自由度,我们引入了一种基于超算子代数和Nakajima-Zwanzig投影的分析方法。所得到的主方程,描述减少系统的动力学,说明在有限时间测量期间的相位噪声下的量子比特的情况下。
2011-08-18 math.OA quant-ph
Solving quasi-free and quadratic Lindblad master equations for open fermionic and bosonic systems
用Lindblad主方程描述马尔可夫开放量子系统的动力学。对于准自由的费米和玻色子系统,即,利用在梯算子中为二次的哈密顿算子和在梯算子中为线性的Lindblad算子,我们导出协方差矩阵的运动方程。这决定了高斯初始状态和稳定状态的演化,这些状态也是高斯的。使用梯形超运算符(也称为第三量子化),我们展示了如何Liouvillian可以转化为多体约旦规范形式,也揭示了完整的多体光谱。扩展以前的工作Prosen和Seligman,我们对待费米子和玻色子系统的平等地位与马约拉纳运营商,缩短和完成一些推导,也解决奇宇称部门的费米子,给出一个标准的存在玻色子稳定状态,覆盖非对角化Liouvillians也玻色子,并包括二次系统。在拟自由开放系统的推广中,二次开放系统包含额外的Hermitian Lindblad算子,这些算子在梯形算子中是二次的。虽然高斯态可以演化为非高斯态,但Liouvillian仍然可以转换为有用的块三角形形式,并且$k$点格林函数的运动方程形成封闭的层次结构。基于这种形式主义,在这样的模型中的临界性和耗散相变的结果进行了讨论的配套文件[arXiv:2204.05346]。
2023-02-02 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Weak second-order quantum state diffusion unraveling of the Lindblad master equation
本文针对开放量子系统的Lindblad动力学,提出相互作用绘景下基于精确导数Itô-Taylor展开的弱一阶与二阶ISE量子态扩散求解器,并在Morse振子中验证其精度、稳定性与方差优势。
2024-01-22 quant-ph
Breakdown signatures of the phenomenological Lindblad master equation in the strong optomechanical coupling regime
主方程的Lindblad形式已被证明是描述与感兴趣的量子系统相互作用的环境的影响的最方便的方法之一。对于单一系统,表征这些相互作用的跳跃算子通常具有简单的形式和清晰的解释。然而,对于耦合系统,这些运营商采取显着不同的形式和完整的动态不能描述的跳跃运营商只对个别子系统。在这项工作中,我们研究了一个共同的唯象模型的主方程和更严格的缀饰状态的光学机械系统的主方程之间的差异。我们提供了一种分析方法来获得这两种模型的系统的吸收谱,并显示坏腔和超强耦合极限的唯象模型的击穿。我们提出了一个仔细的讨论,在这两个模型中的光学腔的间接退相及其作用的差异,其预测的吸收光谱。我们的工作提供了一个简单的实验测试,以确定是否可以使用更简单的唯象模型来描述系统,是朝着更好地理解子系统之间的耦合作用的开放量子系统动力学的一步。
2020-07-06 quant-ph
Unconditionally stable time discretization of Lindblad master equations in infinite dimension using quantum channels
针对无限维Lindblad主方程Galerkin近似引入的刚性问题,提出并证明了一族无条件稳定的显式量子信道数值离散格式,能保持物理性质且实验验证了其有效性。
2025-03-03 cs.NA math.NA quant-ph
Lindblad dynamics of the damped and forced quantum harmonic oscillator: General solution
分析了由Lindblad主方程描述的受迫阻尼谐振子的量子动力学。主方程转换成矩阵矢量表示和由此产生的非厄米薛定谔方程的解决方案,李代数技术允许建设的一般解决方案的密度运营商。
2019-09-07 math-ph math.MP quant-ph
Optimization of optomechanical cooling and entanglement using semi-analytic solutions to the Lindblad master equation
本文通过求解 Lindblad 主方程得到泵浦光机械系统在红、蓝边带下的精确量子态,并据此提出先红边带冷却、再优化蓝边带泵浦的方案,以在热环境中实现最大纠缠时间。
2025-04-11 quant-ph
Is there a Floquet Lindbladian?
时间周期驱动的孤立量子系统的频闪演化总是可以用一个有效的与时间无关的哈密顿量来描述。这个概念是否可以推广到开放的Floquet系统,描述了一个马尔可夫主方程与时间周期Lindbladian生成器,仍然是一个悬而未决的问题。通过使用一个二能级系统作为模型,我们明确地显示存在两个定义良好的参数区域。在一个区域的频闪演化可以描述的马尔可夫主方程与时间无关的Floquet Lindbladian。在另一种情况下,它不能;但是这里的单周期演化算子可以用一个有效的非马尔可夫主方程来再现,该主方程在时间上是齐次的但非局部的。有趣的是,我们发现,阶段之间的边界取决于何时的演变是频闪监测。这揭示了开放Floquet系统的动力学中的微动所起的重要作用。
2019-10-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Distribution of waiting times between superoperator quantum jumps in Lindblad dynamics
开放耗散量子系统的时间演化是一个随机过程,它由一系列在随机时间发生的量子跃迁组成。在量子跃迁之间,量子系统在特定的量子态中空闲一段时间。基于超费米子/超玻色子形式和开放量子系统的一般Kossakowski- Lindblad主方程,我们发展了一种计算量子跳跃之间等待时间分布的方法。通过计算热力学平衡状态下费米系统的等待时间分布,说明了该理论的应用。
2016-05-07 cond-mat.stat-mech quant-ph
Jump-diffusion unravelling of a non Markovian generalized Lindblad master equation
“相关投影技术”已被成功地应用于导出一大类高度非马尔可夫动力学,即所谓的非马尔可夫广义Lindblad型方程或Lindblad速率方程。在这篇文章中,一般unravelling这些方程,描述的跳跃扩散随机微分方程的波函数。我们还表明,建议解开可以解释在时间上连续的测量,但有一些概念上的限制。测量解释的要点是,基础数学理论的结构本身对什么可以被认为是可观察的,什么不能被认为是可观察的提出了限制;这种限制可以被看作是某种超选择规则的效果。最后,我们开发了一个具体的例子,我们讨论了可能的影响外差光谱的二能级系统,由于结构化的类热浴与记忆。
2010-06-23 math.PR quant-ph
Stochastically bundled dissipators for the quantum master equation
本文提出一种通过随机捆绑Lindblad算子来表示Lindblad耗散子的方法,有效降低了量子主方程的计算复杂性,能高效模拟大Hilbert空间维度下开放量子系统的动力学。
2025-01-25 quant-ph
Non-diagonal Lindblad master equations in quantum reservoir engineering
本文针对由非对角Lindblad主方程描述的线性高斯系统提出了一阶和二阶矩动力学方程,可高效求解稳态解析解,发现Duan纠缠判据同样适用于费米子系统,并应用于光机械系统双模纠缠研究。
2023-11-27 quant-ph
Phase-preserving steady-state operations beyond Lindblad master equations
University of British Columbia(不列颠哥伦比亚大学)
本文提出利用扩展希尔伯特空间子系统的稳态实现量子操作,通过谱准则实现稳态,并引入新的耗散操作机制,突破传统李布兰德方程的限制。
2026-10-19 quant-ph
Lindbladian reverse engineering for general non-equilibrium steady states: A scalable null-space approach
Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Mato Grosso(马托格罗索联邦教育、科学和技术学院);Universidade Federal Fluminense(弗鲁米嫩塞联邦大学)
本文提出了一种可扩展的空域方法,用于非平衡稳态的利nderbladian反向工程,通过线性问题解决重建主方程的挑战。
2025-11-17 cond-mat.stat-mech quant-ph
Completely positive trace-preserving maps for higher-order unraveling of Lindblad master equations
针对连续测量记录处理中时间分辨率有限导致的数值误差问题,提出满足有效量子演化条件、Δt二阶精度匹配Lindblad主方程的Kraus算子,经量子比特测量案例验证其迹距离更小,性能优于现有方法。
2024-08-26 quant-ph
Steady-state entanglement scaling in open quantum systems: A comparison between several master equations
本文比较非局域 Lindblad、Redfield 与 ULE 三种主方程,研究受驱耗散临界链稳态 FLN 的标度,发现弱耦合下均为对数增长,而 Redfield 与 ULE 在更强耦合时转为超对数标度。
2024-09-10 cond-mat.stat-mech quant-ph