Charge and spin transport in strongly correlated one-dimensional quantum systems driven far from equilibrium
我们研究了相互作用粒子的一维原型模型，如Hubbard和t-V无自旋费米子模型，当耦合到一些外部浴注入和提取粒子的边界时的电荷电导率。我们表明，如果这些系统被驱动远离平衡，可以出现一个负微分电导率制度。上述电子模型可以映射到耦合到两个磁浴的海森堡自旋梯，从而从量子自旋输运的角度解释电荷输运机制。的负微分电导率是由于相反极化的铁磁域出现在链的边缘，因此抑制自旋运输：我们提出了一个定性的理解的现象，通过分析的本地化的一个磁振子激发在铁磁区域的边界。我们还表明，负微分电导率是稳定的可积性的破坏。采用Monte-Carlo波函数方法和矩阵乘积算子方法对非平衡态时间演化进行了数值模拟。
2009-07-09 cond-mat.str-el quant-ph
Strongly Contracted N-Electron Valence State Perturbation Theory Using Reduced Density Matrices from a Quantum Computer
我们介绍QRDM-NEVPT 2：强收缩N电子价态$2^{nd}$阶微扰理论（SC-NEVPT 2）的混合量子-经典实现，其中捕获静态相关效应的完全活性空间配置相互作用（CASCI）步骤被在量子计算机上执行的模拟所取代。随后，在量子器件上测量的n粒子约化密度矩阵（n-RDM）直接用于经典的SC-NEVPT 2计算，其近似地恢复剩余的动态电子相关效应。我们还讨论了使用累积量展开来近似整个4-RDM矩阵或仅其零点。除了无噪声的状态矢量量子模拟，我们展示了，第一次，一个混合量子经典多参考微扰理论计算，与量子计算机上进行的量子部分。
2022-10-11 quant-ph
On convergence to equilibrium in strongly coupled Bogoliubov's oscillator model
我们研究经典的Bogoliubov模型的粒子耦合到一个热浴，其中包括无限多个随机振荡器。Bogoliubov的结果表明，在随机极限下，模型收敛到竞争平衡点。最近的研究表明，只要耦合常数足够小，系统就能达到平衡。我们表明，在大的耦合常数的情况下，分布函数$ρ_{S}(q,p,t)\to 0$逐点为$t\to\infty$。这意味着如果有收敛到平衡，那么极限测度没有有限动量。此外，在相空间的任何有限区域中找到粒子的概率趋于零。对于坐标空间和动量空间中的域也是如此。
2007-12-25 math-ph math.MP quant-ph
Epidemic spreading and herd immunity in a driven non-equilibrium system of strongly-interacting atoms
了解流行病的空间动态越来越重要。虽然有许多流行病的数学模型，但缺乏具有足够好的控制参数的物理系统，以允许定量模型测试。在微观系统中复制复杂模型的宏观非平衡效应也具有挑战性。在这项工作中，我们在实验上证明了一个物理模拟的传染病传播使用光学驱动的非平衡相变在强相互作用的里德伯原子。使用多个激光束，我们可以施加任何所需的空间结构。我们观察到空间局部的相变和它们在样品的不同部分的相互作用。这些相变模拟了传染病在多个地点的爆发，以及不同制度下的群体免疫和地方病状态的动态。报道的结果表明，里德伯系统是通用的，足以模拟复杂的时空动力学。
2021-06-23 cond-mat.quant-gas nlin.AO physics.atom-ph
The Rigorous Stochastic Matrix Multiplication Scheme for the Calculations of Reduced Equilibrium Density Matrices of Open Multilevel Quantum Systems
在开放的多能级量子分子系统中，理解量子泛函噪声的时间和空间结构的作用吸引了大量的理论兴趣。我想从构造性和计算性的角度为泛函量子噪声建立一个严格的和一般的框架，$\it{i.e.}$如何用有效的Monte Carlo方法产生随机轨道来再现任意谱密度的影响泛函的核和路径序。这种构造方法旨在统一现有的随机模型，以严格描述高斯量子噪声的时间和空间结构。本文回顾了欧氏虚时影响泛函，提出了计算约化平衡密度矩阵（REDM）的随机矩阵乘法方案。此外，我回顾和讨论的Feynman-Vernom影响功能根据高斯二次积分，特别是它的虚部，这是严格描述的量子细致平衡的关键。因此，我建立了条件下的影响泛函可以解释为指数泛函算子的平均值的实值高斯过程的开放多级量子系统。我还显示在这个框架内的本地和非本地声子之间的差异。利用随机矩阵乘法，比较了开放多能级量子系统的归一化REDM和玻尔兹曼平衡分布。
2014-03-28 cond-mat.stat-mech quant-ph
Non-equilibrium Fractional Quantum Hall state of light
我们研究了包含少量强相互作用光子的系统的量子动力学。具体来说，我们开发了一种有效的方法来调查这样的系统时，他们是外部驱动的相干场。此外，我们展示了如何通过关联函数来量化光的多体量子态。最后，我们将这种方法应用于两种强相互作用情形：玻色-哈伯德模型和分数量子霍尔模型，并讨论了这些思想在原子-光子系统中的实现。
2013-06-18 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Reduced fidelities for free fermions out of equilibrium: From dynamical quantum phase transitions to Mpemba effect
Laboratoire d’Annecy de Physique Théorique (LAPTh), CNRS, Université Savoie Mont Blanc（萨瓦-蒙布朗大学）；Dipartimento di Fisica, Università di Pisa, and INFN Sezione di Pisa（比萨大学）
研究非平衡自由费米子的减少保真度，揭示其与动力学量子相变及量子迈佩玛效应的关系。
2026-01-26 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Universality of Non-equilibrium Fluctuations in Strongly Correlated Quantum Liquids
相互作用的量子多体系统构成了研究人员的一个迷人的游乐场，因为它们形成了具有相关基态和低激发态的量子液体，表现出普遍的行为。在费米子系统中，这样的量子液体在氦-3液体、重费米子系统、中子星和冷气体中实现。它们在线性响应区的性质已被费米液体理论成功地描述。然而，超越这个制度的非平衡性质仍然有待建立，仍然是多体物理学的一个关键问题。在这里，我们展示了一个精确的实验证明朗道费米液体理论扩展到非平衡制度的0-D系统。结合输运和超灵敏电流噪声测量，我们明确地确定了SU（2）和SU（4）对称性的量子液体在碳纳米管调谐在通用近藤制度。我们发现，虽然电子输运是很好地描述了平衡附近的自由准粒子图片，一个两粒子散射过程中，由于剩余的相互作用显示在非平衡制度。利用扩展的费米液体理论，我们得到了SU（2）和SU（4）的相互作用参数“Wilson比”$R=1.9 \pm 0.1$和$R=1.35 \pm 0.1$以及相应的有效电荷，表征了量子液体的行为。这一结果与理论完全一致，为多体物理学的进一步发展提供了强有力的定量实验背景。此外，我们发现了一个新的标度律的有效电荷，信号尚未未知的普遍性，在非平衡制度。我们通过量子液体的非平衡噪声来解决量子液体的方法为解决各种物理系统中量子液体的奇异性质铺平了新的道路。
2015-12-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Fermion- and spin-counting in strongly correlated systems in and out of thermal equilibrium
原子计数理论可用于研究热噪声在量子相变中的作用并监测量子系统的动力学。我们说明这是一个强关联的费米子系统，这是等效的各向异性量子XY链在横向领域，并可以实现与冷费米子原子在光晶格。我们分析了计数统计的相图中存在的热波动，并在其热化时，系统耦合到一个热浴。在零温度下，量子相变反映在计数分布的累积量中。我们发现，交叉的签名在低温下仍然可见，并随着热波动的增加而变得模糊。我们发现，相同的数量可以用来扫描动态热化过程中的系统。
2010-10-25 cond-mat.quant-gas quant-ph
Reduced Density Matrix Functional Theory at Finite Temperature: Theoretical Foundations
基于一阶约化密度矩阵，提出了一种从头计算方法，研究了具有局域或非局域外势的热平衡巨正则系综。我们证明了巨正则系综的平衡性质是由eq-1 RDM唯一确定的，并建立了巨势关于其一约化密度矩阵的变分原理.我们进一步证明了在有限温度下存在一个Kohn-Sham系统，该系统能够再现相互作用系统的一个约化密度矩阵。利用这个Kohn-Sham系统作为一个未微扰系统，我们推导出一个多体的方法来迭代地构造近似的相关贡献的大潜力。
2015-07-31 cond-mat.other math-ph math.MP
Non-equilibrium diagrammatic approach to strongly interacting photons
我们发展了一个非平衡场论的方法，基于系统的图解展开，在光密原子介质中的强相互作用光子。我们考虑的情况下，特征光子传播范围$L_P$是远远大于原子间的间距$a$和原子激发的密度是足够低，忽略饱和效应。在高度极化的介质中，光子通过它们从原子继承的相互作用经历非线性。如果原子-原子的相互作用范围$L_E$也大相比，$a$，我们表明，光子之间的动量转移的散射过程被抑制的一个因素$a/L_E$。然后，我们能够执行一个特定的（哈特里样）图子类的自洽remmation，并获得定量结果的高度非微扰制度的大单原子合作。在这里，我们发现重要的，概念上新的集体现象的出现，由于耗散的相互作用，这甚至会引起新的相变。通过在$a/L_E$中加入主要校正，研究了这些方法的稳健性。我们认为具体的应用，光子传播EIT条件下沿波导附近的原子阵列以及里德伯系综。
2021-01-18 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Stabilizing strongly correlated photon fluids with non-Markovian reservoirs
本文介绍了一种新的方型谱频率相关非相干泵浦方案，用于研究耦合非线性谐振腔阵列中强关联光子。该方案可以通过具有宽的跃迁频率分布的人口反转的两能级发射器的水库来实现。我们的建议被预测为稳定的非平衡稳态共享重要功能的零温度平衡态与可调的化学势。我们确认了我们的建议的效率，玻色-哈伯德模型通过计算数值的稳定状态有限的系统尺寸：首先，我们预测的不可压缩莫特绝缘体的状态与任意整数密度的序列的发生对隧穿和损失呈现出很强的鲁棒性。其次，对于更强的隧穿振幅或非整数密度，系统进入类似于超流态的相干区。除了与零温度平衡态的整体协议，异国情调的非平衡过程，导致有限的熵产生的参数空间的特定区域中指出。平衡的基态被证明是通过增加频率依赖的损失恢复。从零温多体物理的量子模拟的角度，强调了这种改进方案的前景。
2017-07-10 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Non-equilibrium thermodynamics of collapse models in the strongly non-Gaussian regime
Università degli Studi di Palermo（巴勒莫大学）；PUC-Rio（天主教里约热内卢大学）；Queen’s University Belfast（贝尔法斯特女王大学）
本文通过Wigner相空间形式主义和精确伪谱模拟方法，证明耗散Diósi-Penrose模型在强非高斯区域的热力学一致性，并揭示系统形成非平衡稳态，非高斯性随耗散参数β的三次方标度。
2026-06-04 cond-mat.stat-mech quant-ph
One-Dimensional Impenetrable Anyons in Thermal Equilibrium. I. Anyonic Generalization of Lenard's Formula
利用任意子和费米子波函数之间的映射，我们得到了不可穿透一维任意子的约化密度矩阵（或等价地，场的关联函数）关于费米子的约化密度矩阵的展开式.这是A.勒纳的玻色子。在不可穿透的情况下，但在统计参数$κ$自由任意子，任意子约化密度矩阵在巨正则系综表示为Fredholm未成年人的积分算子（$1-γ\hat θ_T$）与复介电依赖系数$γ=(1+e^{\pm iπκ})/ π$。对于$κ=0$，我们恢复了Lenard $γ=2/π$的玻色子情况。由于宇称不守恒，任意子场的子$\la \fad(x')\fa(x)\ra$随$x'-x$的符号不同而不同。
2008-04-30 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Thermalization of a strongly interacting closed spin system: From coherent many-body dynamics to a Fokker-Planck equation
热化已经被证明发生在一些封闭的量子多体系统中，但实际热化动力学的描述是非常复杂的。在这里，我们提出了一个模型-在一个和两个维度-我们可以分析表明，演变到热平衡是由一个福克-普朗克方程从基本的量子动力学。我们的方法不依赖于弱耦合浴和系统自由度的正式区分。结果表明，窄能壳层内的跃迁导致了熵主导的动力学，并建立了细致平衡条件，确定了最终的平衡态和非平衡态弛豫.
2012-02-10 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech physics.atom-ph
Far from equilibrium field theory for strongly coupled light and matter: dynamics of frustrated multi-mode cavity QED
本研究将高能物理的两粒子不可约（2PI）有效作用量泛函积分技术应用于强耦合光-物质系统，以非微扰守恒框架、多项式时间代价获取非平衡动力学，补充阻挫多模腔QED的自旋玻璃分析，并可推广至多体量子光学平台。
2024-06-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech quant-ph
Strongly correlated non-equilibrium steady states with currents --- quantum and classical picture
在这篇小综述中，我们将讨论载流非平衡稳态（NESS）的分析研究的最新进展，可以构建在一个矩阵产品的Anonymous。我们将专注于一维精确可解的强关联情况，并将研究量子模型和经典模型，这是确定性的散装。时间演化中经典随机性的唯一来源将来自系统的边界。物理上，这些边界可以被理解为马尔可夫浴，它驱动电流通过系统。研究的例子包括开放XXZ海森堡自旋链，开放Hubbard模型，和一个经典的可积可逆细胞自动机，即规则54的Bobenko {\em et al}。[Commun. Math.Phys.{\bf 158}，127（1993）]中描述的方法。量子NESS至少可以通过基本的可积体哈密顿量的杨-巴克斯特可积性结构来部分理解，而对于规则54模型，NESS似乎来自一个看似无关的可积性理论。在量子和经典的情况下，基本的矩阵产品anomaly定义的NESS也允许建设新的守恒定律的散装模型本身。在经典的情况下，矩阵乘积的修改还允许构造超出稳态的状态（即，一些衰变模式--模型的Liouvillian特征向量）。我们希望这篇文章将有助于进一步寻求将NESS（量子和经典模型）可积性的不同观点统一到一个统一的框架中。
2017-10-23 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el nlin.CG
Constructing non-equilibrium statistical ensemble formalism based on Subdynamics
在这项工作中，我们提出了一个一般的非平衡系综形式主义的基础上的亚动力学方程（SKE）。构造过程是利用Gibbsian系综形式主义和非平衡系综形式主义之间的相似变换。所得到的密度分布是一个投影分布，它能代表密度分布（不可逆）演化的本质部分，利用它研究了量子正则系综的广义约化密度分布，并讨论了它在Cayley树和自旋网络中的应用.
2007-09-13 quant-ph
Driving Spin-Boson Models From Equilibrium Using Exact Quantum Dynamics
我们提出了一个应用程序的扩展随机刘维方程（ESLE）物理修订版B 95，125124，它给出了一个精确的解决方案，约化密度矩阵的开放系统所包围的谐波热浴。该方法认为扩展系统（开放系统和浴）的热平衡之前的动作的时间依赖性的扰动，而不是通常的假设，系统和浴最初分区。这是一个精确的技术，能够占任意参数制度的模型。在这里，我们提出了我们的第一个数值实现的方法在最简单的情况下的Caldeira-Leggett表示浴哈密顿量，并将其应用到一个自旋玻色子系统驱动耦合平衡。我们观察到显着的行为，在瞬态动力学和渐近状态的减少密度矩阵不存在通常的近似。
2017-12-18 quant-ph
Restoring heat and particle flow in strongly coupled non-equilibrium devices
Technion-Israel Institute of Technology（以色列理工学院）；Guangdong Technion Israel Institute of Technology（广东以色列理工学院）；Schulich Faculty of Chemistry, Technion–Israel Institute of Technology（特拉维夫大学舒利希化学学院）
本文针对强耦合非平衡器件中电流减小至零的周转效应，利用散射理论揭示其源于全反射，提出基于量子隧穿的方案可避免该效应并提升最大电流，助力挖掘相关器件潜力。
2026-08-24 cond-mat.mes-hall quant-ph
Singular transport in non-equilibrium strongly internal-coupled 1D tilted field spin-1/2 chain
该研究解析探究倾斜磁场下含玻色库耦合的一维非平衡Ising链的能量输运，揭示纵向场中非耗散自旋的热流阻断效应与磁控热调制设计思路，以及横向场下希尔伯特空间的二分特性，为耗散Ising模型研究提供新视角。
2025-05-05 quant-ph
Time evolution and decoherence of a spin-1/2 particle coupled to a spin bath in thermal equilibrium
研究了自旋为1/2的粒子在局部外加磁场的影响下，与各向异性自旋环境在热平衡温度$T$下相互作用的时间演化.对于有限个自旋，本文给出了中心自旋约化密度矩阵的精确解析形式。无限数量的环境自旋的情况下，使用正常的高斯随机变量的重新标度浴运营商的收敛性进行了研究。在此限制下，我们推导出分析形式的反铁磁相互作用的布洛赫矢量的组件内浴，我们调查的短期和长期的行为减少动力学。讨论了外加磁场、各向异性和熔池温度对中心自旋退相干的影响。
2007-10-10 quant-ph
Boltzmann relaxation dynamics of strongly interacting spinless fermions on a lattice
受近年来量子多体系统非平衡现象研究的启发，我们通过推导和数值求解描述晶格上强相互作用费米子弛豫到热力学平衡的量子Boltzmann方程，研究了晶格上强相互作用费米子，推导过程是在1/Z展开的框架下通过检验关联的层次来进行的.应用马尔可夫近似，我们得到的动态方程的分布函数。有趣的是，我们发现在强耦合极限下，粒子和空穴之间的碰撞主导了粒子-粒子和空穴-空穴碰撞-与弱相互作用系统形成鲜明对比。因此，我们的数值模拟表明，弛豫时间尺度强烈依赖于初始存在的激发类型（粒子或空穴或两者）。
2019-12-05 quant-ph
Probing the relaxation towards equilibrium in an isolated strongly correlated 1D Bose gas
复杂的量子系统最终如何静止的问题是统计力学的核心。1957年E. T.杰恩斯提出了人们在平衡状态下应该期待的量子态，但没有暗示封闭的量子多体系统如何动态平衡。大量的理论和数值研究积累的证据表明，在特定条件下，量子多体模型可以松弛到局部或相对于某些可观测量的情况下，似乎整个系统已经松弛到最大熵状态。本文报道了在强关联条件下，超冷玻色子原子在光晶格中密度波的非平衡动力学的实验观测。使用光学超晶格，我们能够在一个众所周知的初始状态，高保真度的系统。然后，我们遵循系统的准局部密度，电流和凝聚力的动力学演化。基于含时密度矩阵重整化群方法的数值计算结果与实验数据吻合得很好。在很长一段时间内，所有三个局部观测值都显示出与全局最大熵状态预期的平衡值相兼容的快速弛豫。我们发现这种放松的准局域密度和电流最初遵循幂律的指数显着大于自由或硬核玻色子。对于中间时间，系统实现了作为动态量子模拟器的承诺，因为受控动态运行的时间比基于矩阵乘积状态的现有经典算法可以有效地跟踪的时间更长。
2011-01-13 cond-mat.quant-gas quant-ph
Capturing reduced-order quantum many-body dynamics out of equilibrium via neural ordinary differential equations
Stuttgart Center for Simulation Science Cluster of Excellence EXC 2075（斯图加特模拟科学中心卓越中心EXC 2075）；University of Stuttgart（斯图加特大学）；Institute for Theoretical Physics（理论物理研究所）；Institute of Information Systems Engineering（信息系统工程研究所）；Institute of Solid State Physics（固态物理研究所）
本文提出利用神经ODE模型捕捉非平衡量子多体动力学，通过训练精确的2RDM数据，发现仅在两粒子和三粒子累积物相关性大的参数区域才能有效模拟，揭示了记忆依赖核在三粒子累积物重建中的必要性。
2026-03-19 cond-mat.stat-mech cs.LG quant-ph
The Electronic Ground State Energy Problem: a New Reduced Density Matrix Approach
本文提出了一个用二阶约化密度矩阵表示的电子基态能量的公式。结果表明，基态能量的计算归结为寻找某些双电子约化哈密顿量在$N$ -可表示性条件的对偶锥上的投影。一些数值结果验证了该方法，无论是平衡几何和N $_2$的解离曲线。
2006-06-28 math-ph math.MP quant-ph
Kinetic constraints, hierarchical relaxation and onset of glassiness in strongly interacting and dissipative Rydberg gases
我们表明，在强退相的极限激光驱动的里德堡气体的动力学描述的主方程与明显的动力学约束。系统的平衡态是不相关的，但动力学中的约束导致空间相关的集体弛豫，让人想起玻璃。我们研究和量化的演变向平衡在一个和两个维度，并分析如何玻璃化的程度和弛豫时间控制的里德伯原子之间的相互作用强度。我们还发现，里德伯激发的自发衰变导致玻璃弛豫的中断，使系统处于高度相关的非平衡稳态。本文的结果原则上也适用于极性分子和具有大磁偶极矩的原子等其他系统，表明冷原子和分子系综的集体行为可以与软凝聚态系统中的行为相似。
2013-12-05 cond-mat.quant-gas cond-mat.soft physics.atom-ph
