Non-Markovian quantum interference in multilevel quantum systems: Exact master equation approach
利用本文导出的精确主方程，研究了玻色耗散环境中多态原子系统的非马尔可夫量子干涉现象。两个例子涉及四能级系统与或没有外部控制字段进行了研究。我们的研究结果表明，非马尔可夫主方程能够表现出量子干涉现象的时间域，以前没有充分探讨。特别是，我们表明，环境记忆是在不同的时间尺度上的非马尔可夫量子干涉图案的发病工具。
2017-12-19 quant-ph
Non-Markovian evolution of multi-level system interacting with several reservoirs. Exact and approximate
提出了一个零温下多库相互作用多能级系统的精确可解模型。比较了用精确解和几种近似主方程预测的粒子数衰减率和退相干率。空间的参数进行分类相对于不同的不平等之间的确切和近似的速度。
2019-04-15 quant-ph
Exact Non-Markovian master equation for the Spin-Boson and Jaynes-Cummings models
我们提供了一个两能级系统与热玻色子浴相互作用的精确的非马尔可夫主方程，我们写这样一个主方程的Bloch向量的解决方案。我们表明，以前的近似结果是我们的确切的主方程的特殊限制。我们将这些结果推广到更复杂的复杂系统，涉及任意数量的两级系统耦合到不同的热浴，提供确切的主方程也为这些系统。作为这种一般情况下的一个例子，我们推导出的Jaynes-Cummings模型的主方程。
2017-07-03 quant-ph
Correlated and Critical Phenomena in Multipartite Quantum Non-Markovianity
本研究通过精确动力学分析，发现谐振腔中两个二能级原子的非马尔可夫性存在临界转变，并提出了非奇异可加的度量，证明系统尺寸和原子间距可精确调控多体开放量子系统的记忆效应。
2025-02-27 quant-ph
Forgetfulness of continuous Markovian quantum channels
在离散量子记忆通道中使用的遗忘概念被稍微削弱，以便应用于连续通道的情况。这是在具有马尔可夫噪声的量子存储信道的背景下完成的。作为一个案例研究，我们将弱遗忘的概念应用于具有加性噪声的玻色子记忆通道。一个合适的编码和解码酉变换允许我们解开记忆的影响，因此信道容量可以使用来自无记忆设置的已知结果来计算。
2009-10-28 quant-ph
Exact non-Markovian cavity dynamics strongly coupled to a reservoir
研究了任意温度下强耦合微腔的精确非马尔可夫动力学。利用腔系统约化密度算符的精确主方程，我们解析地求解了腔态的时间演化和相应的物理观测量。我们表明，非马尔可夫动力学是完全由传播（延迟）和相关格林函数。将有限温度下的非马尔可夫行为与零温度极限或Born-Markov极限下的非马尔可夫行为进行比较，发现非马尔可夫记忆效应可以显著改变腔的相干动力学和热动力学。我们还数值研究了腔的耗散动力学通过平均模振幅衰减和平均光子数衰减在微波制度。结果表明，腔场与储层之间的强耦合导致腔场振幅的长时间无耗散演化，由于非马尔可夫记忆效应，其噪声动力学经历了从弱耦合到强耦合的临界转变.
2010-05-06 quant-ph
Protection of Entanglement in the presence of Markovian or Non-Markovian Environment via particle velocity : Exact Results
在分析的基础上，研究了当量子系统处于马尔可夫或非马尔可夫环境中时，粒子速度对纠缠的保护作用的物理机制。特别是粒子速度的影响，检查在纠缠突然死亡（ESD）和纠缠复苏（ROE）现象。即使粒子快速运动，如果在零速度下发生，ESD现象也不会消失。然而，非零纠缠的时域$0 \leq t \leq t_*$随着速度的增加而变得越来越大。在零速度下发生ROE现象时，即使很小的速度也可以使这种现象不发生，但纠缠在时间上的振荡行为仍然保持不变。对于比较大的速度，振荡行为的振幅变得非常小。在这种情况下，纠缠可以通过粒子速度来保护。比较了速度对纠缠的保护和失谐量对纠缠的保护。
2017-03-27 quant-ph
Decoherence of two qubits in a non-Markovian reservoir without rotating-wave approximation
在没有玻恩-马尔可夫近似和行波近似的情况下，精确地研究了两个初始纠缠量子比特在非马尔可夫库中的退相干。导出了非微扰量子主方程，并求出了它的精确解。研究了初始纠缠于Bell态的两个量子比特在三种不同参数情况下的退相干行为。结果表明，反向旋转波项对退相干行为有很大影响，考虑RWA时的精确解与不考虑RWA时的精确解存在差异.当原子处于非马尔可夫库时，采用RWA可能是不合适的。
2008-07-11 quant-ph
Comparative study of non-Markovianity measures in exactly solvable one and two qubit models
在本文中，我们提出了一个详细的批判性研究最近提出的几个非马尔可夫措施。我们分析了它们在纯退相和耗散两种情况下的单量子比特和双量子比特系统的性质。更具体地说，我们调查和比较他们的可计算性，他们的物理意义，他们的马尔可夫到非马尔可夫交叉，和他们的加性属性相对于量子比特的数量。自下而上的方法，我们追求的目的是在几个范式的开放系统模型中的非马尔可夫指标的行为识别的相似性和差异。这反过来又使我们能够推断出被称为非马尔可夫动力学的杂色现象的主要特征，并可能掌握其物理本质。
2016-09-17 quant-ph
The non-Markovian quantum behavior of open systems: An exact Monte Carlo method employing stochastic product states
结果表明，复合量子系统的精确动力学可以通过一对乘积态来表示，这对乘积态按照马尔可夫随机跳跃过程演化。这种表示被用来设计一个通用的蒙特卡罗波函数方法，使完全非马尔可夫行为的开放量子系统的随机处理。数值模拟表明，该方法适用于强耦合到玻色子水库开放系统，以及与旋转浴的相互作用。给出了仿真算法的全部细节，以及波动的动态研究。几个潜在的概括的方法进行了概述。
2003-09-15 quant-ph
Non-Markovian dissipative dynamics of two coupled qubits in independent reservoirs: a comparison between exact solutions and master equation approaches
研究了两个相互作用的量子比特耦合到两个独立玻色子浴中的约化动力学。单激励动力学推导和比较的基础上适当的非马尔可夫主方程的分辨率。利用Nakajima-Zwanzig和无时间卷积投影算子技术描述了双量子比特系统的非马尔可夫动力学特征。这种近似方法的有效性和它们的有效性范围对应于不同的选择描述系统的参数带来光。
2009-07-27 quant-ph
Non-Markovian quantum trajectories: an exact result
我们分析了非马尔可夫随机薛定谔方程，描述了一个粒子在空间中的自发坍缩（在坍缩模型的语言），或其位置的连续测量（在连续量子测量的语言）。首次给出了自由粒子情形（H = p^2/2 m）的显式通解，并讨论了其主要性质.我们分析的情况下，指数关联函数的噪声，给出了定量描述的动态和相关时间的依赖性。
2009-07-30 quant-ph
Exact master equations for the non-Markovian decay of a qubit
构造了描述两态系统衰减为结构化水库的精确主方程。采用模型的精确解，我们确定的内存内核的Nakajima-Zwanzig主方程和相应的时间卷积主方程的生成器的解析表达式。这种方法允许详细的调查和比较相应的摄动展开的收敛行为。此外，我们发现，广泛使用的唯象主方程的记忆核的结构可能是不兼容的底层微观模型的非微扰处理。我们讨论了我们的结果的微观分析和开放系统的非马尔可夫量子动力学的唯象建模的几个物理意义。
2010-02-10 quant-ph
Exact non-Markovian evolution with multiple reservoirs
考虑了多水库相互作用的多层系统模型。该模型无需马尔可夫近似，即可得到精确的约化密度矩阵演化。也就是说，这种演化完全由有限的线性微分方程组定义。在这项工作中，以前得到的结果只有一个洛伦兹峰的谱密度的情况下，推广到任意数量的这样的峰。欧姆贡献的频谱密度的情况下，这里也被考虑在内。
2019-12-31 quant-ph
Exact Markovian Dissipation Requires Singular Energy Resources
The University of Tokyo（东京大学）；RIKEN Center for Quantum Computing (RQC)（理化学研究所量子计算中心）
本文证明，在物理正则能量条件下，GKLS方程不能精确描述开放系统动力学，因为其短时线性衰减与物理正则条件下的亚线性衰减矛盾，从而要求奇异能量资源。
2026-06-19 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
From Superradiance to Superabsorption: An Exact Treatment of Non-Markovian Cooperative Radiation
Universidad Complutense（康普顿斯大学）；CCS-Center for Computational Simulation, Campus de Montegancedo UPM（UPM蒙特加内多校区计算模拟中心）
研究两能级原子系综与有损谐振腔耦合时协同辐射现象，通过推导双发射体解析解及用数值精确方法研究更大系综，刻画了多达\(10^3\)个发射体系统从马尔可夫到非马尔可夫集体动力学的转变。
2026-07-07 quant-ph
Non-Markovian Relaxation of a Three-Level System: Quantum Trajectory Approach
由于缺乏精确的动力学方程（如主方程），耦合到玻色子环境中的三能级量子系统的非马尔可夫动力学是一个困难的问题。本文首次提出了一种精确的量子轨道方法来研究耗散三能级模型。我们建立了一个无卷积的随机薛定谔方程，称为时间局域量子态扩散（QSD）方程。我们的精确的时间局域QSD方程开辟了一个新的途径，探索量子动力学的高维量子系统耦合到非马尔可夫环境。
2010-11-22 quant-ph
Exact non-Markovian master equation for a driven damped two-level system
受驱动二能级系统是描述许多量子对象，特别是量子信息处理的有效模型。然而，这种系统的精确主方程几乎没有探索。利用Feynman-Vernon影响泛函理论，导出了受驱动二能级系统的精确非马尔可夫主方程，并指出了该系统在微扰处理中所丢失的特征。微扰处理导致的时间卷积（TCL）和Nakajima-Zwanzig（NZ）主方程。为此，我们推导了系统的无时间卷积（TCL）和Nakajima-Zwanzig（NZ）主方程，并比较了三个主方程给出的动力学。我们发现TCL和NZ主方程的有效性条件。基于精确的非马尔可夫主方程，我们分析了无时间卷积主方程中久期近似的有效性，讨论了非久期项对量子动力学的主要修正，发现对驱动系统动力学的显著影响.
2014-06-28 quant-ph
Transient unidirectional energy flow and diode-like phenomenon induced by non-Markovian environments
在精确可解的量子微观模型中，利用精确时间演化方法，我们发现了一种新的瞬态能量转移现象，该模型由一个三能级系统通过两个可分离的量子信道耦合到两个非马尔可夫零温玻色子浴组成.该模型的动力学可以使用量子状态扩散方程形式主义精确求解，展示了系统中单向能量流的有限间隔，通常从非马尔可夫环境朝向更马尔可夫的浴。此外，当在系统中引入空间不对称性时，可以实现整流效果的模拟。在较长的时间限制内，动力学达到一个稳定的状态和影响消退。理解定向能量流的时间特性将有助于设计微观能量传递装置。
2015-07-03 quant-ph
Convolutionless Non-Markovian master equations and quantum trajectories: Brownian motion revisited
量子轨道的随机薛定谔方程为开放量子系统动力学的研究提供了一种可供选择的、有时甚至是更好的方法。本文证明了最近建立的无卷积非马尔可夫随机薛定谔方程可以作为一个强有力的工具来推导非马尔可夫开放量子系统的无卷积主方程.最有趣的例子是耦合到热浴振荡器的谐振子的量子布朗运动（QBM），这是开放系统动力学中最常用的精确可解模型之一。我们明确地展示了如何建立QBM的精确无卷积主方程和相应的无卷积精确随机薛定谔方程之间的直接联系。
2004-02-09 quant-ph
Exact decomposition of non-Markovian dynamics in open quantum systems
本研究开发将精确非马尔可夫传播子映射到广义 Lindblad 形式的严格程序，可提取负衰减率以指示非马尔可夫效应，还能研究非马尔可夫环境对系统性质的影响，为利用非马尔可夫性实现量子控制提供可能。
2024-11-30 physics.chem-ph quant-ph
Exact decoherence-free state of two distant quantum systems in a non-Markovian environment
无退相干态（DFS）编码为避免环境对量子信息处理的不利影响提供了一种有效的方法。DFS以前建立在两个子系统位于同一空间位置或Born-Markovian近似下的动力学。在这里，我们研究了两个空间分离的量子系统的精确DFS的两个能级系统或谐振子耦合到一个共同的非马尔可夫零温度玻色子环境。解析地得到了精确的依赖于距离的DFS和形成DFS的显式判据，揭示了DFS只能在一维环境中产生。值得注意的是，进一步发现DFS正是Wigner和von Neumann预言的整个系统的著名的连续统束缚态（BIC）的系统约化态。一方面我们的结果提供了深入了解DFS的物理性质，另一方面它提供了一个实验上可访问的方案，以实现数学好奇的BIC在标准的量子光学系统。
2016-06-24 quant-ph
Analytical Control of Quantum Coherence: Markovian Revival via Basis Engineering and Exact Non-Markovian Criteria
School of Electronic Science and Engineering, Chongqing University of Posts and Telecommunications（重庆邮电大学电子科学与工程学院）；School of Integrated Circuits, Chongqing University of Posts and Telecommunications（重庆邮电大学集成电路学院）
本研究打破了相干性复苏必须依赖非马尔可夫记忆的教条，提出基于基工程的解析框架，证明在马尔可夫环境中也能实现相干性复苏，并给出了精确的复苏条件。
2025-10-13 quant-ph
General non-Markovian dynamics of open quantum systems
本文给出了开放量子系统的非马尔可夫动力学的一般理论。我们通过将精确的主方程与非平衡格林函数相联系来研究非马尔可夫动力学。充分考虑了环境的反作用。非马尔可夫动力学由非指数衰减和无耗散振荡组成。非指数衰减是由自能修正虚部的不连续性引起的。无耗散振荡产生于带隙或谱密度的有限能带结构。各种非马尔可夫环境下的精确解析解表明，非马尔可夫动力学可以从开放系统的环境修正谱中得到很大程度的理解。
2012-06-20 quant-ph
Dynamics of Atom-Field Entanglement from Exact Solutions: Towards Strong Coupling and Non-Markovian Regimes
研究了二能级原子与电磁场之间的二体纠缠动力学。我们对待的Jaynes-Cummings模型与一个单一的场模式，并详细研究纠缠的确切时间演化，包括情况下，原子状态最初是混合和原子跃迁失谐共振。然后，我们探讨了其他附近的模式的影响，通过计算纠缠在更复杂的复杂系统的两个，三个和五个场模式的确切时间演化。对于这些情况，我们可以得到精确的解决方案，其中包括强耦合制度。最后，我们考虑了在Fabre-Perot腔的腔内光场中，二能级原子与无限多个模的纠缠。与通常的治疗原子-场相互作用的连续模式使用Born-Markov近似，我们的治疗在所有情况下描述了完整的非马尔可夫动力学的原子子系统。只有当一个解析表达式的无限模式的情况下，我们需要做一个弱耦合的假设，在很长一段时间近似马尔可夫动力学。
2007-10-03 quant-ph
An exact master equation for the system-reservoir dynamics under the strong coupling regime and non-Markovian dynamics
在本文中，我们提出了一种方法来推导一个耦合到一组其他玻色子系统的玻色子系统的精确主方程，该系统在强耦合状态下起着储库的作用，即，而不诉诸于任何一个波动或长期的近似。与相空间分布函数的工作，我们验证的动力学是分离的，在其中心，它遵循经典力学，它的形状，这变得扭曲的演变。这是Glauber的一个结论的推广，他指出相干态在某些情况下仍然是相干的，特别是当使用光波近似和零温度库时。我们证明了反旋项产生的涨落会使真空态发生畸变，这与热涨落很相似。最后，我们讨论了非马尔科夫动力学的条件。
2014-03-31 quant-ph
Generalized theory of pseudomodes for exact descriptions of non-Markovian quantum processes
我们发展了一个精确的框架来描述开放量子系统与广义谱密度函数模型化的环境相互作用的非马尔可夫动力学。该方法依赖于将初始系统映射到辅助配置上，该辅助配置包括耦合到少量离散模式的原始开放系统，这些离散模式又各自耦合到独立的马尔可夫库。基于离散模式和谱密度函数的极点之间的连接，我们展示了如何使用离散模式扩展系统允许在一个扩大的开放系统内完全包含非马尔可夫效应，该系统的动力学由一个精确的Lindblad主方程控制。首先，我们应用这个结果来获得伪模方法的推广[B. M. Garraway，Phys.Rev.A55，2290（1997）]，在谱密度函数具有洛伦兹结构的情况下。对于许多其他类型的谱密度函数，我们扩展我们的证明表明，一个开放的系统动力学可以模拟物理上使用离散模式，承认非厄米耦合到系统，并为这种情况下确定的等效主方程不再是Lindblad形式。对于涉及两个离散模式的应用程序，我们演示了如何转换之间的病理和Lindblad形式的主方程使用的伪模方法的技术。
2020-10-21 quant-ph
Using non-Markovian measures to evaluate quantum master equations for photosynthesis
当处理开放量子系统中的系统-储库相互作用时，例如光合捕光复合物，通常进行近似以获得系统的动力学。一个问题立刻出现了：这些近似值有多好，我们可以用什么方法来评估它们？在这里，我们建议使用纠缠和非马尔可夫度量作为近似方法与精确结果偏差的基准。我们采用两种常用的扰动，但非马尔可夫近似的光合二聚体模型，并比较其结果与数值精确的运动方程（HEOM）。这使我们能够探索纠缠和非马尔可夫度量，以揭示近似如何高估或低估记忆效应和量子相干性。此外，我们表明，近似和精确的结果表明，非Markonivity可以，反直觉，随着温度的增加，并与环境的耦合。
2015-03-09 quant-ph
Non-Markovian dynamics of open quantum systems without rotating wave approximation
研究了一类阻尼振子与水库耦合系统的非马尔可夫动力学。我们提出了精确的公式，振子的演化直接从BCH公式的级数展开既没有马尔可夫也没有旋转波近似（RWA）。在此基础上，我们证明了阻尼振子系统演化的非马尔可夫特征的存在性。通过数值模拟，我们发现在很宽的耦合强度范围内，即使耦合强度很小，非马尔可夫特征也存在。对于这个问题，现有技术的结果假设RWA，并且当系统-储层耦合足够强时发现非马尔可夫特征的存在。然而，正如我们所展示的，给定如此强的耦合，没有RWA的原始哈密顿量实际上不是物理的。因此，我们在这里的研究已经彻底结束了非马尔可夫特征的问题。
2014-07-22 quant-ph
Non-Markovian Memory Strength Bounds Quantum Process Recoverability
一般的非马尔可夫量子过程具有无限长的记忆，这意味着一个精确的描述，随着观察时间的增长，复杂性呈指数级增长。在这里，我们提出了一个有限的记忆animator，近似（或恢复）的真实过程与非马尔可夫记忆的强度有界的错误。引入的记忆强度是一个操作量，取决于进程的探测方式。值得注意的是，恢复错误是由所有可能的探测方法中最小的内存强度限制的。这允许对非马尔可夫现象进行明确和有效的描述，从而使压缩和恢复技术成为近期技术的关键。我们强调我们的研究结果的影响，通过分析一个完全可解的模型，显示内存截断是可能的，即使在一个高度非马尔可夫制度。
2021-10-12 quant-ph
Exact solutions of non-Markovian dissipative Ising models
Michigan State University（密歇根州立大学）
本文针对兼具非马尔可夫动力学与马尔可夫耗散的多体量子系统，提出精确随机表示方法，得到无横向场、含局域自旋耗散的伊辛模型的精确解，揭示其自旋压缩特性与两类耗散的相互作用密切相关。
2026-10-12 cond-mat.quant-gas quant-ph
Unveiling coherent dynamics in non-Markovian open quantum systems: exact expression and recursive perturbation expansion
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）；Institute of Physics, University of Freiburg（弗赖堡大学物理研究所）；EUCOR Centre for Quantum Science and Quantum Computing, University of Freiburg（弗赖堡大学EUCOR量子科学与量子计算中心）；Naturwissenschaftlich-Technische Fakultät, Universität Siegen（锡根大学自然科学与技术学院）；Física Teòrica: Informació i Fenòmens Quàntics, Department de Física, Universitat Autònoma de Barcelona（巴塞罗那自治大学物理系理论物理：信息与量子现象部门）
提出基于最小耗散原理的系统框架，推导非马尔可夫开放量子系统有效哈密顿量的精确表达式和递归微扰展开，揭示环境关联对能级移动和本征基旋转的影响。
2026-06-19 quant-ph
Hidden non-Markovianity in open quantum systems
我们表明，非马尔可夫开放量子系统可以表现出精确的马尔可夫动力学到任意长的时间，这样的系统的非马尔可夫性，因此是完美的“隐藏”，即不通过单独看约化动力学实验检测。这表明，非马尔可夫性在物理上是不可判定的，而且是极其违反直觉的，因为它的特征可以在任何时候改变，而没有前兆。一些有趣的例子进行了讨论。
2020-09-22 quant-ph
Non-Markovian waiting time distribution
基于状态向量演化随机实现的模拟方法是求解开放量子系统动力学的常用工具，无论是在马尔可夫和非马尔可夫状态下。在这里，我们解决的问题等待时间分布（WTD）的量子跳跃的非马尔可夫系统。我们推广马尔可夫量子轨道方法的意义上推导出一个精确的分析WTD的非马尔可夫量子动力学，并明确显示如何构建这种分布的某些常用的量子光学系统。
2012-09-07 quant-ph
Quantum regression theorem and non-Markovianity of quantum dynamics
我们探讨了最近引入的两个概念之间的联系非马尔可夫量子动力学和所谓的量子回归定理的有效性。虽然量子动力学的非马尔可夫性已经被定义为观察统计算子的时间行为，它决定了平均值的演变，量子回归定理对二阶和更高阶的系统关联函数的行为做出了陈述。比较依赖于量子回归假设的有效性的估计，这可以通过精确地评估两点关联函数来获得。为了这个目的，我们考虑一个量子位进行退相由于与玻色子浴相互作用，比较准确的评估的非马尔可夫措施违反量子回归定理的一类谱密度。我们进一步研究了光子退相模型，最近开发的实验测量的非马尔可夫性。看来，虽然根据任一定义的非马尔可夫动力学本身就违反了回归假设，但即使是马尔可夫动力学也可能导致回归关系的失败。
2014-06-20 quant-ph
Exact positivity of the Wigner and P-functions of a Markovian open system
我们讨论的情况下，马尔可夫主方程的开放系统，因为它是经常发现从环境退相干。证明了量子态演化的两个定理。第一个状态，对于一个通用的初始状态，相应的维格纳函数成为严格的积极后，有限的时间已经过去了。第二个状态，也P-函数成为完全正的退相干时间后，相同的顺序。因此，密度矩阵变得可精确地分解为高斯指针状态的混合。
2002-02-05 gr-qc quant-ph
Numerical Implementation of Non-Markovian Quantum State Diffusion
非马尔可夫量子态扩散（NMQSD）是一种非相对论性的但在其它方面是精确的理论，它将与非耦合谐振子池线性相互作用的任意子系统的约化密度矩阵表示为由服从随机变分微分方程的状态向量形成的双曲线的平均。真空辐射场可以表示为这样的振荡器浴，因此该模型在量子光学中被广泛使用。在NMQSD发展之前，精确的子系统解只能在少数特殊情况下获得（例如自旋为1/2，谐振子）。不幸的是，由于变分微分方程求解的困难，使用NMQSD还不可能获得新问题的精确解。在这里，我们表明，这些方程可以转化为一对耦合的非线性积分微分方程。我们开发了精确的数值方法的积分微分方程，并表明，解决方案可以很容易地获得良好的精度相当一般的子系统。我们确切地解决了各种例子，包括隧道在双井代表分子异构化或外消旋化，抑制荧光从一个带隙中的两个级别的原子，和间歇性的荧光从一个驱动的三个级别的系统代表单电离镁的电子态。
2005-10-21 quant-ph
Optimal control of non-Markovian open quantum systems via feedback
研究了非马尔可夫开放量子系统在弱测量下的最优控制问题。基于非马尔可夫主方程，我们精确地估计了非马尔可夫效应对系统与耗散库相互作用动力学的影响。我们发现，非马尔可夫水库对系统的双重影响：耗散和反作用。耗散耗尽了量子系统的相干性，而反作用又使量子系统的相干性得以恢复。此外，我们利用随机最优控制所得到的控制律和相应的最优原理设计了控制哈密顿量。最后，我们考虑了由谐振子组成的耗散库中量子比特的精确退相干动力学，并证明了我们的最优控制策略的有效性。仿真结果表明，无论是非马尔可夫系统还是马尔可夫系统，在没有控制的情况下，系统的相干性都会完全丧失。然而，最优反馈控制将其引导到围绕目标波动的平稳随机过程。在这种情况下，退相干可以得到有效的控制，这表明在量子信息和量子计算中可以设计具有最优反馈控制的工程人工水库来保护量子相干性。
2010-04-26 quant-ph
Solving non-Markovian open quantum systems with multi-channel reservoir coupling
将非马尔可夫量子态扩散（QSD）方程推广到多通道耦合到谐振子库的开放量子系统。具有多通道库耦合的开放量子系统是指库模式的正则变换不能将相互作用哈密顿量中出现的库算符的数目减少到一个的系统。我们表明，非马尔可夫QSD方程的多通道水库耦合，在某些情况下，可以导致一个确切的主方程，我们推导。在此基础上，推导了具有多通道耦合的三能级系统的主方程，并给出了解析解。最后，我们研究了三个层次的V型系统与广义Ornstein-Uhlenbeck油藏相关数值的演变。
2011-12-12 quant-ph
Going beyond quantum Markovianity and back to reality: An exact master equation study
本文用精确主方程解析研究振子耦合振子热库的非马尔可夫动力学，揭示AEN、失谐与脉冲控制规律，并发现冲击脉冲下类过冷的姆佩姆巴效应。
2024-12-03 quant-ph
Exact master equation for a spin interacting with a spin bath: Non-Markovianity and negative entropy production rate
本文导出了中心自旋与完全非极化自旋海均匀相互作用的Lindblad形式的正则主方程。动力学映射的Kraus算子也被导出。从动力学映射的可分性破缺和量子态迹距保真度的增加两个方面说明了动力学的非马尔可夫性。此外，它是观察到的不可逆熵产生率总是负的（对于一个固定的初始状态），只要动力学表现出非马尔可夫行为。在继续与见证非马尔可夫性的研究，它表明，正的中心量子比特的纯度的变化率是一个非马尔可夫信息回流的忠实指标。给出了测量量子态纯度的实验可行性，讨论了实验证明非马尔可夫性和负不可逆熵产生率的可能性。这使得目前的工作具有相当的实际意义，检测非马尔可夫性和负不可逆熵产生率。
2016-12-29 cond-mat.mes-hall quant-ph
On the spectral origin of non-Markovianity: an exact finite model
非均匀链环境（例如分段离子阱）的研究通过一个精确的对角化方法。不同的光谱密度，包括带隙，可以被设计为单独评估记忆效应。环境的非马尔可夫性是量化与最近引入的措施，信息回流和不可分割的系统动态地图。通过扫描浴光谱通过调谐系统的频率，我们显示出最强的记忆效应在带隙边缘，并提供了一个基于系统和环境之间的能量流的解释。弱耦合到刚性链的系统确保马尔可夫动力学，而环境的大小以及模式的局部密度不是实质性的因素。当增加光谱带隙内部或外部的温度时，我们显示出相反的效果。此外，非马尔可夫性出现较大的（负和正）功率的代数谱密度，欧姆的情况下，并不总是最马尔可夫的一个。
2013-11-12 cond-mat.stat-mech quant-ph
Signature of non-Markovianity in time-resolved energy transfer
我们研究了量子开放系统中时间分辨能量转移过程的非马尔可夫性特征。针对精确可解阻尼Jaynes-Cummings模型和一般自旋玻色子模型等典型系统，在时间局域形式的非马尔可夫主方程框架下，建立了时间分辨能流与非马尔可夫性度量之一的对称对数导数量子费舍尔信息流（SLD-QFI）之间的定量联系.从这些关系中，我们发现在阻尼Jaynes-Cummings模型中，从水库到系统的SLD-QFI回流总是与能量回流相关，因此我们可以直接从能流的动力学中看到非马尔可夫性。在自旋玻色子模型中，该关系建立在行波近似的基础上，根据精确的数值结果进行校准，并在弱耦合状态下被证明是可靠的。我们证明了非马尔可夫性是否保证了能量回流的发生取决于浴谱函数。对于欧姆和亚欧姆情形，我们证明了即使在非马尔可夫状态下，也没有能量回流发生，能量流总是流出系统。而在超欧姆情况下，我们观察到非马尔可夫动力学可以引起能量回流。
2017-01-18 quant-ph
An exact Markovian decoherence dynamics of two interacting harmonic oscillators coupled to a bosonic heat bath
HUN-REN Wigner Research Centre for Physics（匈牙利科学院维格纳物理研究中心）；Department of Pharmaceutics, Semmelweis University（塞梅尔维斯大学药剂学系）；Forschungszentrum Jülich, Institute of Quantum Control (PGI-8)（于利希研究中心量子控制研究所）；Institute of Physics, University of Pécs（佩奇大学物理研究所）；Department of Physics of Complex Systems, Eötvös Loránd University, ELTE（罗兰大学复杂系统物理系）
该研究通过精确解析解分析了两个谐振子耦合到热浴的动力学，揭示了在特定参数下系统可表现出周期性纠缠-解纠缠行为。
2026-01-14 quant-ph
Two - Level Atom - Field Interaction: Exact Master Equations for Non-Markovian Dynamics, Decoherence and Relaxation
通过对一般主方程的第一性原理推导，研究了二能级原子与电磁场相互作用系统的非马尔可夫动力学行为。我们使用的影响泛函方法，可以考虑到完全的反作用的原子上的场，而采用格拉斯曼变量的2LA和相干态表示的电动势。我们发现确切的主方程的情况下，自由量子场和腔场在真空中。为了寻找在离子阱原型中保持量子计算中最大相干性的机制，我们应用这些方程来分析EMF中2LA的退相干，并得出退相干时间接近弛豫时间。这与研究同一系统但使用不同耦合模型的作者的主张不同。我们解释了差异的来源，并认为，与普遍的看法相反，电磁场共振耦合到一个原子时，并不decohere它有效地作为一个浴上的量子布朗粒子。这里导出的非马尔可夫动力学的主方程预计将有助于探索新的制度的2LA-电动势相互作用，这是成为物理上重要的实验。
2000-06-12 quant-ph
Markovian and non-Markovian master equations versus an exactly solvable model of a qubit in a cavity
本文通过阻尼 Jaynes-Cummings 精确解系统比较了多种马尔可夫与非马尔可夫主方程在不同谱密度下的表现，发现粗粒化方程在马尔可夫有效区优于标准 RWA Lindblad 方程，四阶 TCL 方程在所有情况下表现最佳，揭示了现有方法在长时间演化下的不足。
2024-03-27 cond-mat.other quant-ph
Collision-model-based approach to non-Markovian quantum dynamics
我们提出了一个理论框架，以解决量子非马尔可夫动力学的基础上的微观碰撞模型（CM），浴由一个大的收集最初不相关的ancillas。与标准的无记忆CM不同，我们通过在下一个系统-辅助相互作用之间引入辅助间碰撞来赋予浴缸记忆。我们的模型在完全马尔可夫动力学和系统与单个辅助系统的连续相互作用之间插值，即，强非马尔可夫过程我们表明，在continuos限制，可以推导出一个一般的主方程，同时保持这些功能是保证描述一个无条件完全积极和保迹动态。我们将我们的理论应用于耗散腔中的原子，得到了一个可以精确求解的洛伦兹谱密度的浴模动力学。预测的演变显示出显着的改善，在接近精确的解决方案，相对于两个著名的内存内核主方程。
2013-04-27 quant-ph
Nonperturbative and non-Markovian Förster-interaction in waveguiding systems
提出了一个精确的解决方案，介导的两个发射器之间的相互作用的Förster共振能量转移。该系统是由一个一维的光波导与两个嵌入式两级系统，并使用最近开发的量子场理论方法进行了分析。这个完全可解的模型具有几个竞争机制，导致丰富的物理行为，例如，从吸引力到排斥力相互作用的可能性。我们的非微扰分析允许在非常一般的理由来描述作为一个真正的非马尔可夫现象介导的系统的原子-光子束缚态的相互作用。这些结果与能量或信息传递过程以及原子俘获更复杂系统直接相关。
2018-04-05 quant-ph
Dynamically Emergent Quantum Thermodynamics: Non-Markovian Otto Cycle
本研究采用动态涌现量子热力学方法，基于Fano-Anderson模型与精确量子主方程分析非马尔可夫量子奥托循环，发现非马尔可夫浴可提升循环功输出与效率，且提升源于谱密度峰值频率区间内的重整化频率效应。
2023-08-18 quant-ph
Exact non-Markovian dynamics of Gaussian quantum channels: Finite-time and asymptotic regimes
我们研究了高斯量子信道的马尔可夫和非马尔可夫动力学，利用最近引入的一个必要和充分的标准和随后的措施的非马尔可夫性的基础上违反可分性的动力学映射。我们比较了量子布朗运动（QBM）和纯阻尼（PD）通道的典型实例，对于前者，我们发现，对于任何非马尔可夫参数的非零值，精确的动力学演化总是在有限时间以及在渐近状态下的非马尔可夫。如果诉诸旋转波近似（RWA）形式的QBM，忽略了异常扩散的系统动力学的贡献，我们表明，这种近似未能检测到的非马尔可夫性质的动态。最后，对于量子BM在渐近态下的精确动力学，我们证明了基于量子态之间的可交换性的非马尔可夫性的量词不能检测到动力学的非马尔可夫性质。
2018-06-14 cond-mat.other math-ph math.MP
Interplay between Non-Markovianity of Noise and Dynamics in Quantum Systems
开放量子系统动力学的非马尔可夫性通常与系统与其环境之间的信息双向交换有关，它被认为是各种量子信息任务的资源。研究了连续时间随机行走噪声驱动下的两态系统动力学的非马尔可夫性，根据其停留时间分布参数的不同，随机行走噪声可以是马尔可夫的，也可以是非马尔可夫的.精确的解析表达式，以及跟踪距离和熵为基础的非马尔可夫措施的可扩展性，并获得和用于调查之间的相互作用的非马尔可夫噪声和动力学。我们的研究结果表明，在许多情况下，动态也是非马尔可夫噪声时，非马尔可夫。然而，马尔可夫噪声可能导致非马尔可夫动力学，而非马尔可夫噪声可能导致马尔可夫动力学，但仅限于某些参数值。
2023-03-25 quant-ph
Exact c-number Representation of Non-Markovian Quantum Dissipation
与线性热浴相互作用的量子系统的约化动力学可以用随机薛定谔方程精确表示。将储层的所有记忆效应转化为噪声相关和平均场摩擦。结果表明，所产生的随机动力学的经典极限是一个广义的朗之万方程，和传统的量子态扩散恢复Born-Markov近似。非马尔可夫精确动力学，适用于任意温度和阻尼强度，举例说明了应用到耗散两态系统。
2002-03-08 cond-mat.stat-mech physics.comp-ph quant-ph
Exact Markovian evolution of quantum systems with several degrees of freedom : Phase space representations
该研究将弦表示下含二次哈密顿量与线性耦合算符的Lindblad方程精确解推广至多自由度量子系统，推导了子系统约化密度算符、矩的显式形式，证明相关相空间函数正定性与可分离性，给出耗散矩阵的作用及演化实例。
2023-10-03 quant-ph
