Non-Markovian entanglement dynamics in the presence of system-bath coherence
二能级系统的纠缠是通过与热浴接触而演化的，完整的处理必须包括系统和热浴不能完全分离的事实。因此，当实验制备纠缠态时，几乎从未完全包含在理论模型中的系统态和浴态的量子相干叠加总是存在的。我们显示了它们的重要性的时间演化的纠缠耦合到独立的浴两个量子比特。此外，我们的治疗能够处理缓慢和低温的热浴。
2010-04-09 quant-ph
Control cost and quantum speed limit time in controlled almost exact state transmission in open systems
研究了脉冲控制下自旋链的准精确态传输（AEST）过程中，环境噪声对控制代价和量子速度极限时间（QST）的影响.链被浸没在其周围的非马尔可夫，有限温度的热浴。我们发现，AEST可以实现在弱系统浴耦合，低温，和强非马尔可夫浴有效的外部控制。相应地，控制成本和Q值随着浴温度和耦合强度的增加而增加。值得注意的是，来自浴的非马尔可夫性可以有助于降低控制成本和缩短Q值。此外，我们发现，存在着一个权衡之间的控制成本和传输保真度和更高的保真度需要更高的成本。此外，已发现的最小控制成本，以获得一定的传输保真度。
2021-09-02 quant-ph
Speed-ups to isothermality: Enhanced quantum thermal machines through control of the system-bath coupling
等温转化是最小耗散但缓慢的过程，因为系统需要沿着协议保持接近热平衡。在这里，我们表明，顺利修改系统浴相互作用可以显着加快这种转变。特别是，我们构建的协议，其中总耗散$W_{\rm diss}$衰减的总时间$τ_{\rm tot}$的协议为$W_{\rm diss} \propto τ_{\rm tot}^{-2α-1}$，其中每个值$α> 0$可以通过一个适当的修改的相互作用，而$α=0$对应于一个标准的等温过程中的系统浴相互作用保持不变。考虑热机的基础上，这样的加速，我们表明，相应的效率在最大功率插值之间的Curzon-Ahlborn效率$α=0$和卡诺效率$α\to \infty$。对制冷机的性能系数也有类似的提高。我们证实了我们的分析结果与两个数值例子，其中$α= 1/2$，即随时间变化的Caldeira-Leggett和共振能级模型，与强系统环境相关性充分考虑。我们强调了实现我们提出的超冷原子杂质和介观电子器件的加速的可能性。
2020-07-22 cond-mat.stat-mech quant-ph
A nanomechanical resonator coupled linearly via its momentum to a quantum point contact
我们使用Born-Markov近似的主方程方法来研究纳米机电系统的对称频率电流噪声谱和振荡器稳态，其中纳米级谐振器通过其动量线性耦合到量子点接触（QPC）。我们的电流噪声谱显示出QPC电流和振荡器上的反作用力之间的量子相关性的清晰特征，在相对隧穿相位（η= -π/2）的值处，这种相关性预计将被最大化。我们还表明，振荡器的稳态服从经典的Fokker-Planck方程，但可以在动量耦合探测器浴和位置耦合环境浴的存在下经历热机械噪声压缩。此外，完整的主方程清楚地表明，一半的检测器的反作用与电子隧穿，表示偏离模型的检测器作为一个有效的浴，并建议在较低的偏置电压，更强的隧穿和/或更强的耦合有效的未来的计算可能会揭示有趣的量子效应的振荡器动力学。
2012-04-17 cond-mat.mes-hall quant-ph
A Cyclic Cooling Algorithm
我们介绍了一种方案来执行冷却算法，首先由Oscar Boykin等人于2002年提出，在同一组qbit上执行任意次数。我们通过在算法中增加一个额外的交换门和一个浴接触来实现这个目标。这样，一个qbit可以重复地被冷却，而无需向系统添加额外的qbit。通过使用乘积Liouville空间来模拟熔池接触，我们计算了系统的密度矩阵后，给定数量的应用程序的算法。
2007-09-03 quant-ph
Nonequilibrium Quantum Thermodynamics in Non-Markovian Adiabatic Speedup
如果要构建可靠的量子设备，了解量子系统与其环境之间的热传递无疑具有重要意义。本文研究了绝热加速过程中非马尔可夫开放系统中系统与熔池之间的传热。利用量子态扩散方程方法，计算了系统在自由演化过程中和系统受外界控制时的热流、能流和功率。虽然热流随着系统-浴耦合强度和浴温度的增加而增加，但它可以受到浴的非马尔可夫性质的限制。在没有脉冲控制的情况下，热流几乎等于能流。另一方面，在脉冲控制下，能量电流几乎等于功率。在这种情况下，我们表明，非Markovianity是一个有用的工具，通过近似绝热动力学驱动系统，在整个演化过程中，脉冲控制作用于热流和功率之间的转换。
2021-07-27 quant-ph
Quantum correlations and speed limit of central spin system
在这篇文章中，我们考虑了单量子位和双量子位中心自旋系统与自旋浴的相互作用，并讨论了它们的动力学性质。我们考虑相互作用和非相互作用的自旋浴的情况下，并调查量子速度极限（QSL）的时间演变。分析了自旋池大小对单比特中心自旋模型量子速度极限的影响。我们估计了两个中心自旋量子比特（非）相互作用的量子关联，并在各种条件下将它们的动力学行为与QSL时间的动力学行为进行了比较。我们展示了如何QSL时间可以用来分析量子关联的动力学。
2023-01-17 cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum evolution speed in the finite-temperature bosonic environment
我们研究了两种有限温度环境中量子比特的量子演化速度。第一种环境是具有类欧姆谱的玻色子浴。研究发现，在弱耦合区，高温不仅导致量子演化的加速过程，而且导致量子演化的减速过程，这与强耦合区只表现出加速过程的情况不同;在强耦合区和弱耦合区，溶液欧姆性参数对量子演化速度的影响也不同.此外，我们还利用bang-bang脉冲实现了量子演化速度的可控和稳定。对于第二类非线性浴，我们采用超越Born-Markov近似的分层运动方程方法研究了量子比特的量子演化速度。结果表明，量子演化速度在弱耦合和强耦合区域的表现也是不同的。特别地，在强耦合区域中，量子演化速度可以通过温度的升高而减慢，这是一种反常现象，与量子演化速度总是随温度而增加的普遍认识相反。
2018-05-06 quant-ph
Restoring Coherence Lost to a Slow Interacting Mesoscopic Bath
对于一个两态量子物体与一个慢的介观相互作用自旋浴的相互作用，我们表明，浴动力学的多体解条件下的量子物体的状态导致一个有效的控制方案，以恢复丢失的量子物体的相干性，通过退纠缠。我们用半导体量子点中的一个电子自旋在许多相互作用的核自旋浴中的实际问题来证明这个理论。自旋语言很容易推广到与相互作用的多能级量子单元浴接触的量子物体，但需要注意的是，它是介观的，与量子物体相比，它的动力学速度很慢。
2006-09-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
Evolution of the quantized field coupled to a thermal bath: a phase space approach
我们提出了一种替代的方法来描述与有限温度热浴接触的量子化电磁场的模式的演化。我们使用了场密度算符的相干态展开和相空间中的Glauber-Sudarshan $P$函数。该方法使我们能够获得系统的时间演化的$P$ -函数的解析表达式，而不需要解决相应的主方程。
2020-10-20 cond-mat.stat-mech physics.optics quant-ph
Quantum thermalization and vanishing thermal entanglement in the open Jaynes-Cummings model
研究了Jaynes-Cummings（JC）模型在平衡态和非平衡态两种情况下的量子热化，其中两个子系统，一个二能级系统和一个单模玻色子场，要么与两个单独的热浴接触，要么与一个公共的热浴接触.结果发现，在单独的热浴的情况下，JC模型只能热化时，无论是两个热浴具有相同的温度或JC系统的耦合到两个浴之一被关闭。在常见的热浴情况下，JC系统可以被热化，而与浴温度和系统-浴耦合强度无关。研究了该系统中的热纠缠。发现并证明了JC系统中存在\emph{vanishing}热纠缠的\emph{counterintuitive}现象。
2020-08-02 quant-ph
The thermodynamic properties of Davydov-Scott's protein model in thermal bath
采用Lindblad开放量子系统方法研究了Davydov-Scott单体与热浴接触的热力学性质。用路径积分方法研究了林德布拉德方程。结果表明，环境效应对比热的影响是破坏性的，酰胺-I和酰胺位之间的相互作用对稳定的Davydov-Scott单体是不利的。
2011-03-09 cond-mat.stat-mech hep-ph 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
Reconstructing the relaxation dynamics induced by an unknown heat bath
在量子态层析成像中，一个潜在的误差源是系统与热浴的不受控制的接触，该热浴的详细性质是未知的，并且其对系统的影响在实验的不同运行之间变化。正是这些变化为重建系统的有效弛豫动力学提供了一个手柄。提出了一种基于最速下降分析和极大似然的估计方案。通过对弛豫动力学的重构，系统的原始量子态可以被约束到状态空间中的一条曲线上。
2011-12-08 cond-mat.stat-mech quant-ph
Negativity of quantumness and non-Markovianity in a qubit coupled to a thermal Ising spin bath system
我们提出了一个方案来描述非马尔可夫动力学和量化的非马尔可夫性通过衡量的非经典的量子性的负。通过考虑一个量子比特与一个临界伊辛自旋浴接触，并引入一个辅助，我们表明，量子性的负性的复苏表明非马尔可夫动力学。在此基础上，提出了一种基于量子数负性的归一化非马尔可夫性测度，并讨论了熔池临界度、熔池温度和熔池尺寸对非马尔可夫性的影响。结果表明，在临界点处，非马尔科夫性随旋转浴尺寸的衰减最快，并且仅在热力学极限下非马尔科夫性恰好为零。此外，对于初态参数之间的不同关系，还发现了量子度负性的突变、双突变和保持不变等非平凡行为。最后，如何非经典的系统是由一系列的bang-bang脉冲的影响也检查。
2014-10-16 quant-ph
Stochastic learning control of adiabatic speedup in a non-Markovian open qutrit system
量子系统的精确和有效控制对于执行量子信息处理任务是必不可少的。在绝热加速方面，通过泄漏消除算子方法，对于一个封闭的系统，从理论上推导了理想的脉冲控制条件的P-Q分割技术。然而，这是一个挑战，设计相应的控制脉冲的开放系统，这需要解决噪声环境。在本文中，我们应用随机搜索过程的开放quutrit系统，并成功地获得显着的绝热加速的最佳控制脉冲。计算结果表明，这些最佳脉冲使我们能够获得比理想脉冲更高的结晶度。较强的体系-熔池耦合强度和较高的熔池温度对保真度的改善较大。在一定的耦合强度和水浴温度下，对表征环境记忆时间的临界特征频率的改善最大。我们的研究表明，随机搜索过程是强大的工具来设计控制脉冲，以对抗环境的不利影响。
2022-08-17 quant-ph
Optimal control and selectivity of qubits in contact with a structured environment
我们提出了一个量子比特与结构化环境相互作用的最优控制的理论研究。我们考虑一个模型系统，其中浴是一个玻色子水库在零温度和量子比特频率是唯一的控制参数。使用最优控制技术，我们展示了量子比特种群和弛豫效应可以被操纵的程度。通过数值计算得到了具有固定最大强度的形状控制的可达量子比特态。我们分析了标准控制机制的作用和可达状态集的结构相对于系统与环境之间的耦合强度。这项调查是用来作为一个出发点，探讨两个非耦合量子比特与自己的浴相互作用的选择性问题，其特征在于一个特定的耦合强度。我们数值推导出的最优控制解的参数范围很广，我们表明，控制律是接近一个正弦函数与特定的频率在某些特殊情况下。
2022-10-03 quant-ph
Heat-Bath Algorithmic Cooling with correlated qubit-environment interactions
高纯量子态的受控制备是量子信息科学实际应用的核心，从大多数量子算法的状态初始化到满足量子纠错容错阈值的辅助量子比特的可靠供应。热浴算法冷却已被证明可以通过熵的受控再分配和与浴的多次接触来纯化量子位，不仅适用于整体实现，而且适用于具有强但不完美测量的技术。然而，在以前的工作中已经假设了与浴的相互作用的隐含限制。在本文中，我们表明，更好的净化，可以通过消除限制。更具体地说，我们包括系统和浴之间的相关性，我们利用这些相关性将熵从系统泵入浴中。我们介绍了一种工具，冷却算法，我们称之为“状态重置”，当耦合到环境是广义的从个人量子位弛豫相关量子位弛豫。我们提出了改进的冷却算法，导致纯度的增加超出了所有以前的工作，并将我们的结果与核Overhauser效应。
2017-03-08 quant-ph
Finite speed heat transport in a quantum spin chain after quenched local cooling
我们研究了量子XY模型中初始热化自旋链的动力学，在链的一端突然耦合到较低温度的热浴后。在半经典极限，我们看到一个指数衰减的系统浴热通量的精确解约化动力学。然而，在完整的量子描述中，我们在数值上发现热通量达到中间平台，在那里它近似恒定-我们将这种现象归因于通过自旋波进行热传输的有限速度。
2017-02-10 cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum Trajectories in Random Environment: the Statistical Model for a Heat Bath
在这篇文章中，我们推导出相应的随机主方程的统计模型的热浴。这些随机微分方程作为量子重复测量的离散模型的连续时间极限而得到。物理上，他们描述了一个小系统的演变与热浴接触进行连续测量。在本工作中得到的方程是定性的不同从\cite{A1P1}，其中热浴吉布斯模型进行了研究。结果表明，热浴的统计模型提供了明确的物理解释的光子的排放和反射。我们的方法产生的随机环境和解开随机主方程的模型。严格获得的方程作为鞅问题的解决方案，使用马尔可夫生成器的收敛性。
2009-08-19 math-ph math.MP math.PR
Gauging a quantum heat bath with dissipative Landau-Zener transitions
我们计算了量子比特在零温度下与水浴任意线性耦合时的朗道-齐纳跃迁几率。最后的量子态在量子比特和浴之间表现出一种特殊的纠缠。在对角耦合的特殊情况下，无论朗道-齐纳扫描的速度如何，浴都不会影响跃迁概率。建议使用Landau-Zener跃迁来确定浴的重组能和积分谱密度。可能的应用包括电路QED和分子纳米磁体。
2006-08-15 cond-mat.mes-hall quant-ph
Non-Markovian control of qubit thermodynamics by frequent quantum measurements
我们探讨了频繁的，脉冲量子非破坏测量的能量的二能级系统（TLS），别名量子比特，在接触热浴的影响。由此产生的熵和温度的系统和浴被发现是完全由测量速率，并不期望由标准的物理规则，持有马尔可夫浴。这些异常允许非常快速地控制量子位的加热、冷却和状态净化（熵减少），比它们的热平衡时间快得多。
2009-08-28 quant-ph
Quantum theory of dissipation of a harmonic oscillator coupled to a nonequilibrium bath; Wigner-Weisskopf decay and physical spectra
本文将耗散的量子理论推广到系统-水库模型中，其中水库处于非平衡状态。基于对动力学中涉及的时间尺度的系统分离，指出了涨落耗散和爱因斯坦关系的适当推广。我们表明，Wigner-Weisskopf衰减的系统模式的结果在一个速率常数，这取决于非平衡浴的弛豫动态修改。我们还计算了当腔与非平衡浴接触时，具有适当增益的腔模的时间相关谱。
1999-02-15 cond-mat.stat-mech physics.optics quant-ph
Geometry of system-bath coupling and gauge fields in bosonic ladders: manipulating currents and driving phase transitions
与环境接触的量子系统显示出从耗散项和哈密顿项之间的相互作用中出现的丰富的物理学。在这里，我们专注于系统和浴之间的耦合的几何形状的作用。在具体的，我们考虑了一个耗散边界驱动的阶梯存在的规范场，它可以实现与离子微阱阵列。我们表明，根据几何形状，由浴施加的电流可以强烈影响的规范场导致非平衡相变。在不同的阶段，电流的大小及其空间分布都有显着差异。这些发现允许新的策略来操纵和控制量子系统中的传输特性。
2016-09-05 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Numerical Renormalization Group for Bosonic Systems and Application to the Subohmic Spin-Boson Model
本文将Wilson的数值重整化群方法推广到具有玻色浴的量子杂质模型，为求解具有指数小能量和温度的玻色杂质模型提供了一种通用的非微扰方法.作为一个应用，我们考虑自旋玻色子模型，描述一个两能级系统耦合到玻色浴与幂律谱密度，J（ω）~ ω ^s。我们发现了明显的证据表明，在亚欧姆浴指数0<s<1时，存在一条连续的量子相变线;这条线在s=1时终止于著名的Kosterlitz-无相变。与微扰重整化群的结果进行了联系，并概述了其他各种应用。
2003-10-28 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Energy flow in periodic thermodynamics
表征耦合到热浴的时间周期性受迫量子系统的关键量是在稳态下通过系统流入热浴的能量，在那里它被耗散。我们推导出一个一般表达式，它允许一个计算这个能量耗散率的热浴由大量的谐振子，并制定出两个解析可解的模型的例子。特别是，我们区分真正的过渡实现系统的Floquet状态的变化，伪过渡保持该状态，后者被证明产生的总耗散率的重要贡献。我们的研究结果表明，可能的驱动介导的加热和冷却方案的量子水平。它们还表明，一个驱动系统不一定只占据一个单一的Floquet状态时，与零温度浴接触。
2014-01-03 quant-ph
Hybrid quantum-classical simulation of quantum speed limits in open quantum systems
量子速度极限（QSL）提供了一个基本的上限量子演化的速度，但它的评估在一般的开放量子系统仍然提出了一个艰巨的计算挑战。本文介绍了一种计算多能级开放量子系统中QSL时间的量子-经典混合方法。该方法是基于一个混合的Wigner-Heisenberg表示的复合量子动力学，其中感兴趣的开放子系统的量子力学处理和浴处理在一个经典的方式。通过求解一组耦合的一阶确定性微分方程的量子和经典自由度，可以计算QSL时间。为了证明该方法的实用性，我们研究了无偏自旋玻色子模型，并提供了一个详细的分析子系统浴耦合强度和浴温度对QSL时间的影响。特别是，我们发现一个营业额的QSL时间在强耦合制度，这是一个加速的量子演化的指示。我们还将该方法应用于Fenna-Matthews-Olson复合物模型，并确定了不同温度下QSL时间与激发能转移效率之间的潜在联系。
2018-12-14 physics.chem-ph quant-ph
Abrupt transitions between Markovian and non-Markovian dynamics in open quantum systems
对于开放量子系统，通常需要浴态的快速恢复来诱导马尔可夫动力学，这通常只能在诸如弱系统-浴耦合和无限大浴的限制下实现。在这项工作中，我们研究了耦合到单量子位浴的量子位系统的马尔可夫性，量子位浴通过量子冷却不断更新。一个令人惊讶的结果是，存在一个有限的阈值的冷却速率，在该系统从非马尔可夫动力学的马尔可夫动力学，这是在鲜明的对比，通常的理解，马尔可夫动力学是一个渐近行为下的Born-Markov近似。我们还研究了熔池的时间相关性，发现熔池时间相关性的衰减速率与系统的演化速度是同一数量级的。这表明量子马尔可夫动力学可以存在于通常的短浴相关极限之外。
2017-12-29 quant-ph
Modeling the dynamics of quantum systems coupled to large dimensional baths using effective energy states
本研究提出一种将大尺寸有限简谐浴粗粒化为有效能态的量子动力学建模方法，适用于中等尺寸浴场景，在保证精度的同时大幅降低计算成本，并拓展了适用范围。
2024-01-16 physics.chem-ph physics.comp-ph quant-ph
Thermal-bath effects in quantum quenches within quantum critical regimes
本文研究量子临界多体系统在含热浴的两类量子猝灭协议下的非平衡动力学，提出含温度与衰减率标度变量的扩展标度理论，并以Kitaev线/量子Ising链结合Lindblad热浴模型加以验证。
2023-05-12 cond-mat.stat-mech 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
Open quantum systems at finite temperature
对于与热浴平衡的环境相接触的小开放量子系统，热力学函数的一致性定义一直是量子学界许多争论的主题。在目前的工作中，我们复制和评论里瓦斯[15]最近对这一主题的方法的一部分。这种方法克服了由系统与其环境之间的耦合所产生的有争议的讨论，对于两部分之间的任何类型的耦合，并且允许对与浴强烈相互作用的系统的化学性质的一致描述
2020-10-29 quant-ph
Entanglement dynamics in presence of diversity under decohering environments
我们研究了一对耦合的非共振谐振子与环境接触时纠缠的演化。对于两种情况下的一个共同的浴和两个单独的浴为每个振荡器，提供了一个完整的主方程没有旋转波近似。这使我们能够将纠缠动力学表征为振荡器频率及其相互耦合之间的多样性的函数。还考虑了占据数之间的相关性，以探讨系统的量子化程度。讨论了共振条件（全同振子）的奇异效应及其与保持渐近纠缠可能性的关系。浴的记忆特性的重要性进行了研究，通过比较马尔可夫和非马尔可夫的演变。
2010-02-09 quant-ph
Three-dimensional harmonic oscillator as a quantum Otto engine
提出以三维谐振子构建量子 Otto 发动机，用一个模式作工作流体、两个模式作热库并通过中心势控制耦合，数值模拟四冲程并验证效率与理论吻合。
2023-12-06 quant-ph
Quantum correlations of Two-Qubit XXZ Heisenberg Chain with Dzyaloshinsky-Moriya interaction coupled to bath spin as non-Markovian environment
研究了两个自旋为1/2的量子比特在$z$ -方向的局部外磁场作用下的量子关联（纠缠和量子不和谐）动力学.我们发现，随着$D_{z}$的增大和$J_{z}$的减小，反铁磁和铁磁材料的纠缠度和量子不协调度都增大。不，这种增长更多的是铁磁材料。此外，我们还发现，随着温度的升高和还原体系与浴之间的耦合常数的增大，纠缠和量子不协调减小。但是，巴斯自旋内部的强量子关联降低了退相干效应。我们讨论了中心自旋的组成材料的类型，它可以加速量子信息处理，因此，我们认为可以通过正确选择约化系统（$J$，$J_{z}$，$D_{z}$）的属性来改善和控制量子信息处理。
2012-05-01 quant-ph
Quantification and Control of non-Markovian Evolution in Finite Quantum Systems via Feedback
我们考虑了受限于与可变尺寸的有限浴池接触的腔中的连续量子力学系统的么正时间演化。用时间演化波包的Hilbert-Schmidt距离来度量这种有限系统浴组态的马尔可夫性。确定了相关的时间尺度，其特征在于伪马尔可夫瞬态行为，边界散射引起的非马尔可夫振荡在中间时间，和非马尔可夫重定相事件在长时间尺度。它示出了如何这些时间尺度可以通过可调参数，如浴的大小和强度的系统浴耦合控制。
2014-05-21 quant-ph
Finite-time quantum Otto engine with a squeezed thermal bath: Role of quantum coherence and squeezing in the performance and fluctuations
考虑一个有限时间量子Otto热机，它由两个等容（热接触）过程和两个幺正驱动冲程组成，在等容过程中，系统交替地耦合到一个热的压缩热库和一个冷的热库，在幺正驱动冲程中，系统与这两个热库隔离，系统的冯诺伊曼熵保持恒定.量子内摩擦和相干都是沿着驱动冲程产生的，并且在有限时间热等容线之后相干不能被完全擦除。使用全计数统计，我们提出的概率分布函数的热注入和总的工作，每个周期，这是依赖于沿每个过程的持续时间。在此基础上，我们导出了包含相干、压缩、内摩擦和有限时间热交换效应的二能级热机的总功、热效率、熵产生和功涨落等热力学量的解析表达式。然后，我们数值确定的热力学量和波动使用的参数在实验中实施。我们的结果澄清了相干和压缩的作用，在量子奥托引擎的性能和波动。
2022-05-26 quant-ph
Improvement of Speed Limits: Quantum Effect on the Speed in Open Quantum Systems
本研究结合基于熵的速度极限与不对称性资源理论（RTA），提出了更严格的不等式，揭示了开放量子系统中演化速度的量子增强由量子Fisher信息决定。
2024-10-15 quant-ph
Quantum Limit for Driven Linear Non-Markovian Open-Quantum-Systems
本文研究了两个非简并振子纠缠生存中非马尔可夫动力学和驱动场的相互作用。基于两个参数耦合非简并振子与非全同独立热浴接触的非马尔可夫动力学的精确分析结果，导出了[Phys.Rev.Lett. 105，180501（2010）]被推广到非马尔可夫机制。具体而言，它示出，非马尔可夫动力学，当比较的马尔可夫的情况下，允许在较高的温度下，与较大的耦合强度的浴和较小的驱动速率的静态纠缠的生存。讨论了（i）耦合振荡器的不对称性，（ii）在相同温度下与浴的耦合强度和（iii）在相同耦合强度下的温度的影响。
2015-04-08 quant-ph
Quantum statistics of a single-atom Scovil-Schulz-DuBois heat engine
研究了Scovil和Schulz-DuBois（SSDB）提出的单原子量子热机的激光输出统计特性。在这个热机模型中，单个三能级原子与光腔强耦合，同时与冷热热浴接触。我们推导了这种热机模型的全量子激光方程，并得到了低于和高于激光阈值的光子数分布。随着热浴温度的升高，粒子数反转，产生激光。然而，我们注意到，如果热浴温度继续增加，原子的衰变率也会增加，这会削弱激光增益。结果，在热浴的非常高的温度处出现另一个临界点，在该临界点之后，输出光再次变成热辐射。为了避免这种双阈值行为，我们引入了一个四能级热机模型，其中原子衰变率不依赖于热浴温度。在这种情况下，激光阈值更容易实现，并且双阈值行为消失。
2017-12-08 quant-ph
A necessary condition for the thermalization of a quantum system coupled to a quantum bath
一个系统与一个大的热浴接触，通常会热化。这意味着系统的状态接近平衡态，后者仅取决于浴的宏观特性（例如温度），而不取决于系统的初始状态。上述陈述是平衡统计力学的基石;它的有效性和适用范围是统计力学基础研究的中心问题。在本文中，我们集中在热化的一个方面，即系统的初始状态无关性（ISI）的平衡态。在量子框架下，导出了系统ISI的必要条件。我们使用导出的条件来证明在一个特定的模型中不存在系统ISI。也就是说，我们考虑一个单一的自旋耦合到一个大浴缸，相互作用是一个特定的形式。虽然所考虑的模型是非平凡的，足以表现出退相干和接近平衡，导出的必要条件不满足，因此平衡态依赖于初始状态的自旋。
2010-04-13 cond-mat.stat-mech quant-ph
Temperature Controlled Open Quantum System Dynamics using Time-dependent Variational Method
通过引入热化算法，推广了Davydov D2试探波函数的Dirac-Frenkel变分方法，并将其应用于一般开放量子系统的动力学模拟.该算法允许在与量子系统接触时控制谐波有限尺寸浴的温度变化。浴振动模式的热化是通过随机散射实现的，实现为离散时间的伯努利过程与泊松统计。它通过引导振动模式向其正则热平衡演化来控制浴温。在一个小的分子团簇的激子弛豫动力学的数值分析表明，热化另外提供了显着的计算速度，由于获得收敛所需的振动模式的数量减少。
2021-03-03 physics.chem-ph quant-ph
Structure of Quantum Mean Force Gibbs States for Coupled Harmonic Systems
针对与同温度热库接触的耦合量子谐振子系统，提出精确平均力吉布斯态的路径积分求解方法及非微扰协方差计算法，揭示耦合效应的指数衰减特性并建立超强耦合极限与一般量子系统结果的联系。
2025-01-31 cond-mat.stat-mech quant-ph
A thermodynamic approach to optimization in complex quantum systems
本文提出用低能态非马尔可夫浴将量子系统能量最小化转化为热力学冷却，发现最优冷却发生在浴的量子相变区域，并设计两步协议在保持相干性的同时增强冷却效果。
2024-03-28 cond-mat.stat-mech quant-ph
Dissipative Bose-Einstein condensation in contact with a thermal reservoir
我们研究了空间晶格上的开放量子自旋$1/2$或硬核玻色子系统的实时动力学，这些系统由马尔可夫量子主方程控制。我们推导出一般的条件下，该层次的关联函数关闭，使其时间演化可以计算半解析。扩展我们以前的工作[Phys. Rev. A 93，021602（2016）]，我们证明了一个纯耗散量子马尔可夫过程的普适性，该过程将自旋- $1/2$粒子系统驱动到完全对称的叠加态，对应于硬核玻色子的玻色-爱因斯坦凝聚体。特别是，我们表明，有限尺寸标度行为的耗散间隙是独立的选择的边界条件和基本的晶格结构。此外，我们考虑了均匀磁场的影响，以及耦合到热浴调查的敏感性的工程耗散过程的酉和非酉扰动。我们建立了作为温度和耗散耦合强度的函数的非平衡稳态相图。对于少量的粒子$N$，我们确定了一个参数区域，在该区域中，工程对称化耗散过程进行鲁棒性，而在热力学极限$N\rightarrow \infty$，耦合到热浴破坏任何长程序。
2016-07-07 cond-mat.quant-gas quant-ph
Quantum Parametric Oscillator Heat Engines in Squeezed Thermal Baths: Foundational Theoretical Issues
在本文中，我们研究了一类量子引擎的一些基本问题，其中系统由单个量子参量振荡器组成，在由两个交替相位的4个阶段组成的奥托循环中运行：等熵相从任何浴中分离（因此是封闭系统），其中振荡器的固有频率从一个值改变到另一个值，在等温阶段，系统（现在呈现为开放）与一个或两个不同温度的挤压浴接触，其非平衡动力学遵循量子布朗运动的Hu-Paz-Zhang（HPZ）主方程。HPZ方程是一个精确的非马尔可夫方程，它保持了密度算子的正性，并且对a）所有温度，b）浴的任意谱密度，以及c）系统和浴之间的任意耦合强度都有效。利用这些性质，我们研究了量子开放和压缩系统的量子奥托引擎的这两个阶段的理论的一些关键的基础问题。这包括，i）非欧姆低温浴的非马尔可夫制度，ii）在非绝热频率调制中预期的内容，iii）强系统-浴耦合，以及iv）这两个相之间的适当结条件。我们的目标不是提出获得更高效率的方法，而是为覆盖更广泛参数空间的连续变量量子引擎建立更坚实的理论基础，希望能用于探索这种可能性。
2021-06-23 cond-mat.stat-mech hep-th quant-ph
Decoherence induced by an interacting spin environment in the transition from integrability to chaos
研究了由两个1/2自旋与自旋池接触组成的中心系统的退相干性质。动态制度的浴范围从一个完全可积的可积极限，以完成混乱。我们表明，浴的动力学制度决定的退相干过程的效率。对于微扰区域，可积极限提供更强的退相干，而在强耦合区域，混沌极限变得更有效。我们还表明，退相干时间的行为以类似的方式。相反，像线性熵或保真度这样的量值的衰减速率并不取决于浴的动力学状态。我们解释后者的结果是由于一个比较复杂的哈密顿量的可积和完全混沌的限制。
2007-09-10 astro-ph cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Unifying Collisional Models and the Monte Carlo Metropolis Method: Algorithms for Dynamics of Open Quantum Systems
本文证明在匹配的离散热谱条件下，碰撞模型生成的开放量子系统动力学与 Metropolis 算法等价，且覆盖稳态和瞬态，从而提供更高效的模拟方法。
2025-01-17 cond-mat.stat-mech quant-ph
Duality in quantum transport models
我们开发的“对偶方法”，已被广泛研究的经典模型的运输，量子系统与热的“Lindbladian”浴。该方法提供了（a）一个映射的原始模型到一个更简单的，只包含几个粒子和（b）表明，任何这种动态过程与通用浴可以映射到一个平衡浴。我们通过研究一个特殊的模型来证明这一点：在[D。Bernard，T. Jin，Phys. Rev. Lett. 123，080601（2019）]。在经典的情况下，整个结构变得可理解的考虑动力学对称性的问题。
2020-12-30 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
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
Role of System-Bath Interaction in Non-Markovian Quantum Brownian Otto Cycles
Konkuk University（建国大学）
通过解析求解海森堡-朗之万方程，研究非马尔可夫强耦合对量子奥托循环的影响，发现等容过程中相互作用能的变化对功和热有贡献，且会降低发动机的功输出。
2026-10-06 cond-mat.stat-mech quant-ph
Perturbative Analysis of Nonequilibrium Steady States in Quantum Systems
研究了两个不同温度的热浴中量子系统的非平衡稳态。我们使用与时间无关的微扰展开与两个热浴耦合，以获得的密度矩阵的NESS。特别地，我们给出了反射对称和弱非平衡情况下的密度矩阵的显式表示。我们还计算了能流的期望值，并表明久保公式在这种情况下成立。
2012-03-16 cond-mat.stat-mech quant-ph
