Capturing non-Markovian polaron dressing with the master equation formalism
本研究拓展了极化子主方程的适用范围，针对其难以刻画与极化子变换不对易可观测量的局限，引入Nakajima-Zwanzig投影算符修正项，在两个案例中验证了其在多时间尺度上的有效性。
2024-07-15 quant-ph
Beyond the Quantum Regression Theorem in Variational Polaron Master Equations: from Ohmic to Super-Ohmic Environments
Technical University of Denmark（丹麦技术大学）；The University of Sheffield（谢菲尔德大学）
本文提出扩展量子回归定理以处理动态相关性，应用于极子主方程，展示在强耦合下对多时间观测的准确计算。
2026-08-25 quant-ph
Polaron master equation theory of pulse driven phonon-assisted population inversion and single photon emission from quantum dot excitons
我们引入一个直观的半解析极化子主方程方法来模拟脉冲驱动的粒子数反转和从量子点激子发射的单光子。主方程理论允许一个确定重要的声子诱导散射率解析，并充分包括随时间变化的泵场的作用。作为该理论的应用，我们首先研究了由时变激光脉冲驱动的量子点的共振态和非共振态，发现声子发射引起的粒子数反转与Quilter { \em et al.}最近的实验直接一致，Phys Rev Lett { \bf 114}，137401（2015）。然后，我们在弱耦合腔中模拟量子点，并显示激子驱动和腔驱动系统之间的人口响应的差异。最后，我们评估的非共振声子辅助加载计划与一个量子点共振耦合到一个腔作为一个确定性的单光子源，并比较和对比的重要数字的优点与直接拉比振荡的人口使用共振$π$脉冲，后者被证明是更有效的。
2016-01-07 quant-ph
Polaron Transformed Canonically Consistent Quantum Master Equation
Center for Theoretical Physics of Complex Systems, Institute for Basic Science (IBS)（复杂系统理论物理中心，韩国基础科学研究所）；College of Physics and Electronic Engineering and Center for Computational Sciences, Sichuan Normal University（四川师范大学物理与电子工程学院及计算科学中心）；Universidad de Granada（格拉纳达大学）
本文提出了一种极化子变换的规范一致量子主方程（PT-CCQME），以更准确地描述强系统-环境相互作用下的大规模强相互作用量子多体系统，通过统一推导并结合两种方法，实现了对spin boson模型的高效模拟，并预测了强耦合 regime 中热化过程的减缓。
2026-06-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
A multi-site variational master equation approach to dissipative energy transfer
幺正变换可以让人们在标准的弱耦合近似无效的情况下研究开放量子系统。在这里，我们开发了一个扩展的变分（极化子）变换方法，开放系统动力学，适用于任意大的激子输运网络与当地的环境。在变换后的框架中推导出一个时间-局部主方程后，我们继续比较使用我们的技术预测的种群动态与其他建立的主方程。变分框架动力学被发现同意弱耦合和全极化子主方程在各自的有效区域。在这些方法被认为是困难的参数制度，我们的技术预测的动态被发现两者之间的插值。因此，变分方法提供了洞察力，在广泛的参数范围内，在确定能量传递网络的动力学行为的相干和不相干的过程之间的竞争。
2013-07-23 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph quant-ph
NIPG-DG schemes for transformed master equations modeling open quantum systems
本文提出并分析了用于建模开放量子系统变换后主方程的 Discontinuous Galerkin (DG) 数值格式，证明其计算成本低于 Wigner-Fokker-Planck 模型，并在谐势、线性势和四次势算例中验证了数值结果。
2024-12-19 cs.NA math.NA physics.comp-ph
A polaron theory of quantum thermal transistor in nonequilibrium three-level systems
利用极化子变换的Redfield方程结合全计数统计，研究了非平衡三能级系统中的量子热晶体管效应。稳态热流通过这种统一的方法得到在一个广泛的区域系统浴耦合，并可以解析地减少到Redfield和非平衡非相互作用的blip近似结果的弱和强耦合限制，分别。一个巨大的热放大现象出现在强系统浴耦合限制，中间热浴介导的过渡被发现是至关重要的解开的潜在机制。此外，热放大也表现出适度的耦合强度，这可以在极化子框架内得到适当的解释。
2019-10-24 cond-mat.mes-hall quant-ph
An analytic expression for the optical exciton transition rates in the polaron frame
当一个光发射体与一个振动池强耦合时，极化子变换常被用来导出精确的二阶Redfield主方程。然而，极化子坐标系中的光学跃迁速率不是解析的，并且通常需要进行近似，这导致除了两个浴的简单相加效应之外的任何损失。本文利用有限模截断的方法，导出了极化子坐标系光学跃迁速率的直观解析表达式。使用这种技术，过渡率的计算收敛于截断的谱密度中的仅几个模式，并捕获非加性效应，如两能级系统的粒子数反转。
2021-09-29 physics.optics quant-ph
A solid state emitter embedded in a microcavity under intense excitation: a variational master equation approach
本文研究了强激光驱动下，高质量半导体微腔中声子池对固态二能级系统共振荧光的耗散效应。在密度算子的形式主义，我们推导出一个变分主方程有效的更广泛的范围内的温度，抽运率，和辐射物质的耦合，比以前的研究。从所得到的主方程，荧光光谱的各种热和激发条件下进行了数值计算，并从弱耦合和极化子主方程，分别计算出的。我们的研究结果证明了这些粗糙的方法在温度升高和强泵浦下的分解。
2018-11-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
Coherent quantum transport in disordered systems: A unified polaron treatment of hopping and band-like transport
利用基于极化子的主方程研究了无序系统中的量子输运。极化子的方法是能够桥接的结果从相干带状输运制度的Redfield方程的非相干跳跃输运在经典制度。扩散系数的非单调依赖性被观察到作为温度和系统声子耦合强度的函数。在带状输运区，扩散系数与系统-声子耦合强度成线性关系，由于安德森局域化，扩散系数在零耦合处为零。在相反的经典跳跃制度，我们正确地恢复动力学描述的费米黄金法则（FGR），并建立的扩散系数的缩放取决于声子浴弛豫时间。在跳跃和带状运输制度，它表明，在低温下的零点波动的浴导致非零的运输速率，因此有限的扩散常数。红荧烯和其他有机半导体材料的应用显示出良好的协议与实验迁移率数据。
2014-10-30 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph quant-ph
Consistent treatment of coherent and incoherent energy transfer dynamics using a variational master equation
我们研究了施主-受主模型中的能量转移动力学，通过发展一种基于哈密顿量变分变换的时间局域主方程技术。变分变换允许依赖于系统参数的哈密顿扰动项的最小化，并且因此导致在系统浴耦合强度、温度和环境光谱密度的范围内有效的通用主方程。虽然我们的形式主义减少到众所周知的Redfield，Foerster和极化子的形式在适当的限制，在一般情况下，它不等同于扰动的系统环境或施主-受体耦合强度，因此可以提供可靠的结果之间的这些限制以及。此外，我们展示了如何包括环境相关性和非平衡准备的影响内的形式主义。
2011-09-16 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph quant-ph
Ground state and dynamics of the biased dissipative two-state system: Beyond variational polaron theory
我们提出了一个欧姆自旋玻色子模型的基态分析，改进了Silbey和Harris在标度极限下对有偏系统的变分处理。特别是，它正确地捕捉到平滑的交叉行为预期的基态磁化之间移动的离域和本地化制度的模型，变分处理是无法正确地再现的功能，同时它也提供了一个较低的基态能量估计在交叉区域。我们进一步证明了我们的直观的基态的有效性，它会导致预测与来自非微扰贝特-安普勒技术的预测非常一致。最后，重铸广义极化子变换的形式，我们能够探索耗散的两态动力学弱系统环境耦合在一个有效的时间局部主方程形式主义。
2012-06-12 cond-mat.mes-hall quant-ph
Numerical method for integro-differential generalized Langevin and master equations
我们发现，积分微分广义朗之万和非马尔可夫主方程可以转化为更大的常微分方程组。在此变换的基础上，我们发展了一种求解这类积分-微分方程的数值方法。物理动机的例子计算进行证明的准确性和收敛性的方法。
2003-06-12 quant-ph
Transport of strong-coupling polarons in optical lattices
研究了超冷杂质原子在玻色-爱因斯坦凝聚体中的输运，并将其囚禁在一个紧密的光晶格中。在强耦合机制下，我们导出了一个扩展的哈伯德模型，该模型描述了用极化子描述的杂质动力学，即杂质被Bogoliubov声子的相干态所修饰。使用一个广义的主方程的基础上，这个微观模型，我们表明，非弹性和耗散声子散射的结果在（i）的交叉从相干到非相干的杂质输运BEC温度的增加和（ii）出现的净原子电流在倾斜的光晶格。原子电流对晶格倾斜的依赖性在实验可达到的参数范围内从欧姆电导变为负微分电导。这种转变是准确地描述了江崎津型的杂质作为一个依赖于温度的参数的有效弛豫时间的关系。
2008-03-11 quant-ph
Multi-Qubit Joint Measurements in Circuit QED: Stochastic Master Equation Analysis
推导了电路量子电动力学中多量子比特对角可观测量的随机主方程。在量子比特衰减可以忽略的情况下，我们的方法取代了以前工作的极化子样变换，这需要对三个量子比特和两个谐振器模式的物理有趣的情况进行冗长的计算。这里介绍的技术使这种计算简单明了，而且显然是正确的。使用这种技术，我们能够证明，寄存器大于一个量子比特下的非马尔可夫主方程的演变。我们进行了数值模拟的三量子比特，从以前的工作中的两个模式的情况下，获得平均测量后状态保真度的$\sim 94\%$，测量引起的退相干和退相的限制。
2017-07-24 quant-ph
Decoherence dynamics in a polaron system with collective dephasing
本文研究强耦合集体玻色子库中缀饰量子比特的退相干动力学，通过Lang-Firsov变换和量子主方程揭示基本时间尺度对相干衰减的支配作用，并探索利用π脉冲操控退相干。
2024-12-31 cond-mat.other quant-ph
Polaron dynamics and decoherence in an interacting two-spin system coupled to optical phonon environment
我们研究了两个各向异性相互作用的自旋耦合到光学声子，我们限制我们的分析制度的强耦合的环境，反绝热区域，和子空间与零值$S^z_T$（总自旋的z分量）。在每个自旋耦合到不同的声子浴的情况下，我们假设系统和环境在极化参考系中最初是不相关的（并形成简单的可分离状态）。通过非马尔可夫量子主方程分析极化子动力学，我们发现系统表现出少量的退相干，并且退相干随非绝热性和耦合强度的增加而减小;而在马尔可夫近似下，极化子系统表现出无退相干行为.对于两个自旋耦合到同一个声子池的情况，我们还证明了系统在$S^z_T$固定的子空间中是无消相干的。为了抑制退相干通过量子控制，我们采用了一个训练的π脉冲，并证明，幺正演化的系统可以保留。我们提出了在氧化物基（隧道耦合）双量子点系统中实现一个电子的弱退相干电荷量子比特。
2014-02-14 cond-mat.str-el quant-ph
Spectral asymmetries in the resonance fluorescence of two-level systems under pulsed excitation
利用开放系统主方程研究了相干脉冲激发下二能级量子系统的相干和非相干共振荧光光谱。突出显示了几个显著的特征，其不同于恒定驱动下的荧光，包括多峰结构和显著的非共振光谱不对称性，与传统的对称Mollow三重态形成鲜明对比。我们还研究了半导体量子点系统使用极化子主方程，并显示了动态共振荧光的关键特征与电子-声学-声子耦合的变化。
2017-11-04 cond-mat.mes-hall quant-ph
Polaron effects on the information backflow in Jaynes-Cummings model
National Institute of Technology Srinagar（斯利那加国家技术学院）；Chennai Mathematical Institute（金奈数学研究所）；University of Kashmir（克什米尔大学）
研究极化子效应在Jaynes-Cummings模型中对信息回流的影响，通过非马尔可夫主方程分析量子比特-声子耦合对非马尔可夫特性的影响。
2026-03-10 cond-mat.other cond-mat.str-el quant-ph
Beyond-adiabatic Quantum Admittance of a Semiconductor Quantum Dot at High Frequencies: Rethinking Reflectometry as Polaron Dynamics
本文通过自洽量子主方程推导出与电荷库隧穿耦合的半导体量子点在相干光子浴作用下的导纳通用表达式，揭示热极限、寿命展宽、功率展宽及光子介导的Floquet展宽和光子损耗展宽等区域，为模拟量子点高频行为、解释已有实验和探索量子点-光子相互作用提供了新方法。
2024-03-18 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum dot Rabi rotations beyond the weak exciton-phonon coupling regime
在弱激子-声子耦合近似下，研究了声子环境影响下受驱动量子点的激子动力学。通过结合极化子变换和时间局域投影算子技术，我们开发了一个主方程，可以有效的激子-声子耦合强度和温度比标准的弱耦合方法在更大的范围内。对于这里考虑的实验相关参数，我们发现弱耦合和极化子理论在低温（低于30 K）下给出了非常相似的预测，而在更高的温度下，我们开始看到两者之间的差异。这是因为弱耦合理论与极化子方法不同，它不能捕捉多声子效应，同时也不能正确解释声子诱导的驱动频率重正化。特别是，我们发现，弱耦合理论往往高估的阻尼率相比，预测的极化子理论。最后，我们扩展我们的理论，包括非马尔可夫效应，并发现，对于这里考虑的参数，它们几乎没有影响的激子拉比旋转时，绘制为脉冲面积的函数。
2010-11-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
Optical polaron formation in quantum systems with permanent dipoles
本文通过光学极化子变换建立含永久偶极矩量子系统的主方程，揭示多光子过程、光子边带及外驱下的可调退相干机制，并给出可实验测量的发射光谱特征。
2023-04-20 quant-ph
Quantum trajectory approach to circuit QED: Quantum jumps and the Zeno effect
我们对超导电荷量子比特与传输线谐振器的色散耦合进行了理论研究。从这个耦合系统的主方程描述出发，利用极化子变换，我们得到了量子比特的精确有效主方程。然后，我们使用量子轨道理论研究的测量量子比特的连续零差测量的谐振腔外场。利用相同的porlaron变换，得到了量子比特条件态的随机主方程。从这个结果，各种定义的测量时间进行了研究。此外，我们发现在强零差测量的极限下，量子比特的典型量子轨迹表现出从扩散到跳跃的交叉行为。最后，在量子比特上存在拉比驱动的情况下，量子比特动力学表现出量子芝诺行为。
2008-01-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Space-local memory in generalized master equations: Reaching the thermodynamic limit for the cost of a small lattice simulation
提出利用时间和空间上的有限记忆来高效预测耗散晶格多体动力学的新方法，通过小晶格短时数据模拟任意大系统的长时演化，消除了有限尺寸效应并显著降低计算开销。
2024-11-13 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph physics.comp-ph
Triplet harvesting in the polaritonic regime: a variational polaron approach
我们探讨了一个量子力学模型的电致发光效率的大量分子发射器嵌入在一个光学微腔。我们的特点的情况下，微腔增强收获的三重态激子通过反向系统间穿越（R-ISC）到单重态人口，可以发光。为此，我们开发了一个时间局部主方程的变分优化的框架，允许探索的人口动态的化学相关的物种在不同的制度的发射耦合到凝聚相振动浴和微腔光子模式。对于比R-ISC更快平衡的振动浴（在具有弱单重态-三重态混合的发射体中），我们的结果表明，对于单重态激子到光子模的强耦合，只要单重态到三重态激子的跃迁在反转Marcus区域内，就可以获得相对于无腔对应物的效率的显著改善;在这种情况下，我们证明了克服极化激元在宏观数量的分子中的有害离域的可能性。另一方面，对于平衡慢于R-ISC的振动浴（即，具有强的单重态-三重态混合的发射体），我们发现，虽然光致发光的增强可以通过振动弛豫到极化激元中来获得，但是这仅发生在耦合到光子模式的少量发射体上，其中极化激元在许多发射体上的离域最终对电致发光效率是有害的。这些发现提供了洞察力的可调谐性的光电过程中的分子材料，由于弱和强的光物质耦合。
2019-04-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum-to-Classical Reduction of Quantum Master Equations
描述了量子动力学从量子到经典约化的一般方法。我们的方法的关键方面是Liouvillian的相似变换，这提供了一个新的视角。在量子能量输运的传统研究中，旋转波近似经常被认为是一种不合适的方法，因为它会导致通过系统的能量流消失。我们的公式阐明了为什么会出现这种非物理的结果，并提供了一个解决问题的方法。也就是说，不仅密度矩阵而且物理量也要被变换。此外，我们表明，量子动力学可以“完全”取代经典方程的计算的传输效率。
2015-02-19 cond-mat.stat-mech quant-ph
Correlated emission lasing in a single quantum dot embedded inside a bimodal photonic crystal cavity
本文利用极化子变换主方程研究了双模光子晶体腔中单量子点的关联发射激射，发现低温下关联发射可抑制量子噪声，并探讨了腔模式间的连续变量纠缠产生。
2024-11-18 cond-mat.mes-hall quant-ph
Phonon-mediated population inversion in a semiconductor quantum-dot cavity system
研究了连续波驱动下量子点腔系统中的激子反转。使用极化子为基础的主方程，我们证明了激发态人口在0.9以上的InAs点在声子浴温度为4K。在激子驱动的系统中，主要机制是来自声子浴的非相干激发。对于腔驱动，其机制是声子介导的光子阶梯态的基态和激发态分支之间的切换，量子轨迹模拟清楚地表明了这一点。激子反转作为失谐的函数被发现是定性不同的激子和腔驱动，主要是由于腔过滤。主方程的方法使我们能够包括重要的辐射和非辐射衰变过程的零声子线，光子和声子散射方面提供了一个明确的基本动态，并承认简单的分析近似，有助于解释物理。
2013-02-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Modelling exciton-phonon interactions in optically driven quantum dots
我们提供了一个独立的审查主方程的方法来模拟光学驱动的自组装量子点的声子效应。耦合的（准）两能级激子系统的声子导致耗散和退相，其速率取决于激发条件，量子点样品的固有特性，和它的温度。我们描述了几种技术，其中包括弱耦合主方程的激子-声子耦合微扰，以及那些基于极化子变换，可以保持有效的强声子相互作用。我们还考虑声子在改变量子点设备的光发射特性中的作用，概述了我们必须如何修改标准量子光学处理来考虑固态环境的存在。
2016-06-13 cond-mat.mes-hall 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
Analysis of memory effects in the dynamic evolution of the spin-boson model
本文在极化子框架下研究强耦合自旋-玻色子模型的非马尔可夫动力学，利用l1范数相干性发现约化动力学仅在特定耦合范围内表现出有效非马尔可夫行为。
2024-12-31 cond-mat.other quant-ph
Squeezing stationary distributions of stochastic chemical reaction systems
该研究借助二次量子化与随机化学反应系统的对应关系，引入压缩态概念，推导得到非复平衡反应网络平稳分布的解析形式，拓展了平稳分布的解析求解范围。
2022-09-19 cond-mat.stat-mech q-bio.MN quant-ph
Effective damping in the Raman cooling of trapped ions
本文提出了一种处理单个三能级离子与两束激光相互作用的方法。我们的想法是应用一个酉变换，使得精确变换的哈密顿量具有三个级别之一的去耦的所有值的失谐。当考虑阻尼时，系统的演化由主方程控制，主方程通常在远失谐激光器的假设下通过绝热近似获得。为了克服这种技术的缺点，我们使用相同的酉变换来获得有效的主方程。
2003-11-26 quant-ph
Fermionic Stochastic Schrödinger Equation and Master Equation: An Open System Model
本文考虑了强耦合到费米子浴的量子开放系统的非马尔可夫随机方法的扩展，系统的运营商与费米子浴交换的模型。这种技术也可以成为研究耦合到自旋链环境的开放量子系统的有用工具，该自旋链环境可以进一步转化为有效的费米子浴。利用费米子相干态表象，从第一性原理出发，导出了一个精确的随机薛定谔方程（SSE），称为费米子量子态扩散（QSD）方程。开放系统的约化密度算符可以从格拉斯曼型噪声下QSD方程解的平均值中恢复。利用精确的费米子QSD方程，我们可以导出相应的精确主方程。我们的方法的权力，说明了我们的随机方法的几个模型，包括一个量子位耗散模型，耦合两个量子位耗散模型，量子布朗运动模型和N-费米子模型耦合到一个费米子浴的应用程序。本文还讨论了费米子浴和玻色子浴对开放系统动力学的不同影响。
2012-03-10 quant-ph
Coherent quantum dynamics in donor-bridge-acceptor systems: Beyond the hopping and super-exchange mechanisms
通过将最近发展的极化子变换量子主方程（PQME）与著名的Redfield和Forster量子输运理论进行比较，研究了模型供体-桥-受体系统的布居转移动力学.我们表明，PQME方法减少到这两个理论在各自的有效性限制和自然插值它们之间作为一个函数的系统浴耦合强度。通过探索我们的模型问题的参数空间，我们确定了新的制度的运输动力学在桥接系统中遇到的生物和有机的能量转移问题。此外，我们证明了三能级系统，如本文研究的代表理想的极小模型的量子相干传输的识别体现在超交换现象，不能被捕获的福斯特跳跃的方法。
2013-06-19 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph quant-ph
Unfolding quantum master equation into a system of real-valued equations: computationally effective expansion over the basis of $SU(N)$ generators
开放的$N$态量子系统的动力学通常用描述系统的密度算子的演化的马尔可夫主方程来建模。利用$SU(N)$群的生成元作为基，可以将密度算子转化为实值的Bloch向量. Lindbladian是一个超级算子，它是主方程中演化的生成元，可以在相同的基础上扩展并以实矩阵的形式重铸。总之，这些展开式的结果是一个非齐次系统的$N^2-1$实值线性微分方程的布洛赫向量。现在，例如，实现高性能并行单纯形算法以找到该系统的解，该解保证密度矩阵的范数和厄米性的精确保持。然而，当以直接的方式执行时，扩展变成时间复杂度为$\mathcal{O}(N^{10})$的操作。当耗散算子的数量与$N$无关时，可以降低复杂性，这通常是物理意义模型的情况。本文提出了一种将量子主方程转化为实值微分方程组并将其在时间上向前传播的算法。通过使用一个可扩展的模型，我们评估的算法的计算效率，并证明它是可能的处理模型系统与$N = 10^3$状态的计算机集群的单个节点上。
2019-01-22 quant-ph
Influence of electron-acoustic phonon scattering on intensity power broadening in a coherently driven quantum-dot cavity system
提出了一种研究半导体量子点与声学声子池和高$Q$微腔相互作用的量子光学方法。功率展宽的研究使用时间卷积主方程的极化子框架，它允许一个非微扰处理的相互作用的量子点与声子水库。我们计算了完整的非洛伦兹光致发光（PL）线型，并数值提取了量子点激子和腔模的强度线宽作为泵浦速率和温度的函数。对于增加场强，多声子和多光子效应被发现是重要的，即使声子浴温度低至4 K。我们发现，量子点与声子库的相互作用在功率加宽的PL线形中引入了显著的特征，使得人们能够观察到电子-声子散射的清晰特征。从腔泵浦和激子泵浦的PL线型被发现是明显不同的，主要是因为后者是通过激子-声子库激发。为了帮助解释的功率加宽的线型声子散射的基本物理，一个有效的声子Lindblad主方程来自全时间卷积主方程的介绍，我们确定和计算不同的Lindblad散射贡献的电子-声子相互作用，包括如激发诱导的退相，非相干激子激发和激子腔馈电的影响。我们的有效声子主方程再现的全强度PL和声子耦合效应非常好，这表明它的一般Lindblad形式可能会发现广泛的应用在半导体腔QED。
2011-11-05 quant-ph
Which differential equations correspond to the Lindblad equation?
本文研究逆问题：给定有限维非齐次一阶线性常微分方程，判定其是否对应 Lindblad 方程，并给出一般解、完全正性检验及两种表示间的性质。
2023-03-07 quant-ph
Dissipation enhanced vibrational sensing in an olfactory molecular switch
基于振动激活分子开关的嗅觉机制，我们研究了与振动模式耦合并嵌入周围环境中的供体-受体对内的电子输运。我们推导出一个极化子主方程，我们研究的电子和振动的自由度超越以前采用的半经典（马库斯-乔特纳）速率分析的动态。我们展示：（i）在没有振动模式的显式耗散的情况下，半经典方法通常无法捕获由我们的主方程预测的动力学，这是由于它的单向假设，从供体到受体的（指数）电子转移及其对环境光谱细节的忽略;（ii）通过另外允许强耗散作用于气味剂振动模式，我们可以恢复指数电子转移，尽管通常以不同于Marcus-Jortner表达式给出的速率;（iii）分子开关区分气味剂的存在和不存在的能力，及其对气味剂振动频率的敏感性，的显着增强，在这种强耗散制度，相比，没有模式耗散的情况下;和（iv），从以前的马库斯-乔特纳分析缺席的环境的细节也可以显着改变分子开关的灵敏度，特别是允许其频率分辨率得到改善。因此，我们的研究结果表明，建设性的作用耗散可以发挥在分子开关器件，以及半经典速率方程在分析这种行为在很宽的参数范围内的不足，在促进敏感和选择性的操作。
2015-02-11 cond-mat.mes-hall physics.bio-ph physics.chem-ph
Continuous joint measurement and entanglement of qubits in remote cavities
我们提出了一个第一性原理的理论分析的纠缠的两个超导量子比特在空间分离的微波腔的连续（级联）探头的两个腔的相干模式，提供了一个完整的表征的连续测量诱导的动力学和纠缠的产生。我们使用的SLH形式主义，推导出完整的量子主方程的耦合量子比特和腔系统，在旋转波和色散近似，腔场和条件方程。然后，我们开发有效的随机主方程的量子比特系统的动力学在极化参考系和减少表示在实验室框架内。我们比较模拟和分析这两种表示之间的权衡，包括发病的非马尔可夫制度的模拟减少表示。我们提供的条件，确保纠缠的持久性，并表明，使用整形脉冲使这些条件在一般实验条件下，在任何时候都得到满足。所得到的纠缠被证明是强大的测量缺陷和损失通道。我们还研究了在弱测量期间量子比特驱动和弛豫动力学的影响，作为在这个级联系统中建模基于测量的反馈控制的前奏。
2016-10-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
The characteristic function of optical evolution
将量子光密度算符的主方程转化为特征函数方程。考虑了参量放大、幅值阻尼和相位阻尼。在参量放大和振幅阻尼的情况下，得到了最一般的初始量子态的解。研究了单模高斯系统的纯度和双模高斯系统的纠缠度。
2006-11-03 quant-ph
Damped quantum harmonic oscillator
在开放量子系统的Lindblad理论框架下，研究了谐振子的阻尼。本文对阻尼量子振子主方程中的量子力学扩散系数的基本约束进行了推广，明确给出了林德布拉德方程的薛定谔和海森堡表示.在此基础上，我们证明了文献中所用的阻尼量子振子的各种主方程都是林德布拉德方程的特例，并且这些方程中的大多数都不满足量子力学扩散系数的约束条件.利用Lindblad主方程的特征函数，得到了坐标和动量的前两阶矩的解析表达式。主方程转化为Fokker-Planck方程的准概率分布。对Glauber $P$表示、反正规序$Q$表示和Wigner $W$表示进行了比较研究.证明了用这些表象求出的阻尼谐振子的方差是相同的。通过求解稳态下的Fokker-Planck方程，证明了准概率分布是二维高斯分布，其宽度由扩散系数决定。密度矩阵通过生成函数表示，生成函数通过求解从主方程导出的时间相关的线性偏微分方程获得。提供了密度矩阵的特定初始条件的说明性示例。
2006-02-17 quant-ph
Interaction of quantum systems with single pulses of quantized radiation
Aarhus University（奥胡斯大学）；Ørsted A/S（奥斯特德公司）；Aarhus Institute of Advanced Studies, Aarhus University（奥胡斯大学高等研究院）；Center for Complex Quantum Systems, Department of Physics and Astronomy, Aarhus University（奥胡斯大学物理与天文学系复杂量子系统中心）
该研究通过级联主方程描述量子辐射脉冲与局部量子系统的相互作用，揭示了Jaynes-Cummings哈密顿量与正交模式耦合的机制，并提供了数值求解方法。
2022-03-14 quant-ph
A simple improved low temperature correction for the hierarchical equations of motion
分级运动方程（HEOM）方法使开放系统量子动力学的研究发生了转变，它给出了任意温度和系统-谐振池耦合强度下耦合到谐振池的系统的精确动力学。然而，在它的标准形式的方法是一致的弱耦合量子主方程在所有温度下，当许多辅助密度算符包括在层次，即使当低温校正包括在内。在这里，我们提出了一个新的低温校正方案的终止的层次的基础上Zwanzig投影，该方案解决了这个问题，并恢复与弱耦合主方程的最小层次的一致性。一系列模型系统，包括Fenna-Metthews-Olson复杂的实用程序的新的校正方案证明。新的封闭被发现，以改善收敛的HEOM甚至超出弱耦合限制，是非常简单的实现在现有的HEOM代码。
2022-06-29 cond-mat.other physics.chem-ph quant-ph
Quantum thermometry using the ac Stark shift within the Rabi model
耦合到谐振子的量子二能级系统代表了一个普遍存在的物理系统。电路QED和纳米机电系统（NEMS）中的新实验在量子比特和振荡器之间的大失谐下实现了前所未有的耦合强度，因此需要超越Jaynes Cummings模型的理论处理。在这里，我们提出了一种新的方法来描述量子比特动力学在这一制度的基础上，振子关联函数展开的非马尔可夫主方程的极化子框架。我们的技术产生了一个新的数值方法，以及一个简洁的近似表达式的量子位动力学。我们得到了一个新的表达式的交流斯塔克位移，并表明，这使得实用和精确的量子位测温的振荡器。
2012-03-27 quant-ph
Nonequilibrium stabilization of charge states in double quantum dots
我们分析了双量子点中电荷态由于共隧穿引起的退相干。该系统被视为使用的Schriffi-Wolff变换的哈密顿量的布洛赫-Redfield广义主方程。我们表明，退相干，其特征在于通过一个放松$τ_{r}$和失相时间$τ_ϕ$，可以通过外部电压和控制的最佳点，这些时间是最大的，不一定是在平衡。我们概述了这种非平衡引起的寿命和相干性增强的机制。我们讨论了我们的结果最近的电荷量子比特实验的相关性。
2004-04-29 cond-mat.mes-hall quant-ph
Smoking-gun signatures of non-Markovianity of a superconducting qubit
本文研究了超导transmon量子比特闲置演化的时间相关噪声，利用量子电路理论构建了时间局域主方程，揭示了相干性周期性恢复和额外频率等非马尔可夫特征。
2023-02-17 cond-mat.mes-hall quant-ph
Coherent and Collective Quantum Optical Effects in Mesoscopic Systems
综述了介观系统中的相干和集体量子光学效应，如超辐射和相干布居囚禁。讨论了这些现象的各种新的物理实现，重点是它们在耦合纳米尺度系统（如量子点）中对电子输运和量子耗散的作用。一些理论工具，如主方程，极化子变换，关联函数，或水平统计被用来描述最近的工作耗散电荷量子比特（双量子点），迪克效应，声子腔，单振子，暗态和绝热控制量子输运，和大自旋玻色子模型。该综述试图建立介观学（量子输运，相干散射，量子混沌），量子光学（如超辐射，暗态，玻色子腔）和（在其最后一部分）量子信息理论的概念之间的联系。
2004-12-06 cond-mat.mes-hall quant-ph
Cavity-enhanced simultaneous dressing of quantum dot exciton and biexciton states
利用光致发光光谱，我们证明了高Q微柱腔中单个半导体量子点的真空-激子和激子-双激子跃迁的同时修整。双激子的共振双光子激发是通过相对于腔模光谱调谐量子点发射来实现的。腔耦合到两个跃迁，并放大同样谐振的连续激光器的拉比频率，从而驱动跃迁。我们观察到强场分裂的发射线，这取决于驱动拉比场的振幅和腔激光失谐。驱动4能级原子的缀饰态理论正确地预测了在发射光谱中观察到的不同的光谱跃迁，并且通过极化子主方程方法进一步提供了对发射光谱的详细描述，该方法考虑了半导体介质的腔耦合和声学声子相互作用。
2015-09-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
Lindblad equation for the quantum Rabi model in the deep strong coupling regime
Lund University（隆德大学）；University of Basel（巴塞尔大学）
本文在深强耦合区推导了量子拉比模型的林德布拉德主方程，结合久期与奇异耦合近似，经基准验证与Bloch-Redfield方程高度一致，并给出极限解析结果。
2026-10-06 cond-mat.mes-hall quant-ph
Two-mode hyperradiant lasing in a system of two quantum dots embedded in a bimodal photonic crystal cavity
提出一种双模超辐射激光方案，通过非相干泵浦量子点耦合双模光子晶体腔，采用时间卷积无极化主方程分析辐射度见证与光子关联，发现声子诱导的协同双模双光子过程显著增强辐射度见证并使发射线宽变窄。
2025-06-26 cond-mat.mes-hall quant-ph
Open quantum systems
在开放量子系统的Lindblad理论框架下研究了谐振子的阻尼。本文对阻尼量子振子主方程中的量子力学扩散系数的基本约束进行了推广，明确给出了林德布拉德方程的薛定谔、海森堡和Weyl-Wigner-Moyal表示.在这些表示的基础上，它表明，文献中使用的阻尼量子振荡器的各种主方程是林德布拉德方程的特殊情况，并不是所有这些方程都满足量子力学扩散系数的约束。将主方程转化为准概率分布的Fokker-Planck方程，并对Glauber $P$表象、反正规序$Q$表象和Wigner $W$表象进行了比较研究.密度矩阵通过生成函数表示，生成函数通过求解从主方程导出的时间相关的线性偏微分方程获得。本文用阻尼谐振子描述了在深度非弹性反应中观察到的电荷平衡模式。对于由两个谐振子组成的系统，得到了期望值、Wigner函数和Weyl算子的时间依赖性，并讨论了它们的性质。此外，模型的阻尼角动量进行了研究。将该理论应用于原子与光场的共振相互作用，得到了描述原子与光场通过环境耦合的新的光学方程。
2004-11-26 quant-ph
Study of decoherence in models for hard-core bosons coupled to optical phonons
理解激子、自旋或硬核玻色子（HCB）的相干动力学对于光捕获和量子计算具有巨大的科学和技术意义。在这里，我们研究了两个模型的HCB，即：无限程的HCB模型由马尔可夫动力学和两个站点的HCB模型与站点相关的强势和非马尔可夫动力学的激发态布居和退相干的衰减。这两种模型进行了研究，在制度的antiadiabaticity和强HCB-声子耦合与每个网站提供一个不同的本地光学声子环境，此外，在这两种模型中的HCB系统被认为是最初不相关的环境中的极化参考系。对于无限程模型，我们推导出一个有效的多体哈密顿量，与长程系统哈密顿量交换，从而具有相同的本征态集;因此，量子主方程方法表明，系统的量子态不退相干。在双格位HCB模型的情况下，我们清楚地表明，退相干和激发态的衰减的程度增强的位置，能量差的声子的本征能量的附近，并最明显的位置，能量差是在共振与极化子能量的两倍;此外，退相干和衰减的影响时，HCB-声子耦合的强度增加。即使对于多模情况，退相干和衰减的程度也由能量差与允许的声子模式本征能量的接近程度决定。
2014-12-18 cond-mat.str-el quant-ph
Keldysh meets Lindblad: Correlated Gain and Loss in Higher-Order Perturbation Theory
受相关的衰减过程产生增益，损耗和激光在驱动半导体量子点的启发，我们开发了一种理论技术，使用Keldysh图解微扰理论推导出Lindblad主方程，超出了通常的二阶微扰理论。我们证明了驱动耗散拉比模型的方法，包括在量子比特和谐振器和环境之间的相互作用中的四阶项。这将导致在一个大类的Lindblad dissipators和相关的利率超出了以前提出的条款来描述类似的系统。所有的附加项都以相同的微扰理论阶数对系统行为作出贡献。然后，我们应用这些结果来分析声子辅助的微波场驱动的双量子点谐振腔中的稳态增益。我们发现，谐振器的增益和损耗的量子点系统中的去相辅助耗散过程的影响很大。这些额外的过程，这超出了最近提出的极化理论，在很好的定量与实验观察。
2017-01-30 cond-mat.mes-hall quant-ph
