Markovian kinetic equation approach to electron transport through quantum dot coupled to superconducting leads
本文推导了两个超导贮库中非平衡态量子点的马尔可夫主方程，该方程由Bogoliubov-de Gennes哈密顿量描述，并以化学势、温度和复序参量为相关量.我们考虑一个具体的例子，其中的量子点表示的安德森杂质模型和研究的输运性质，邻近效应和Andreev束缚态的平衡和远离平衡设置。
2012-10-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Comment on "Energy-time uncertainty relation for driven quantum systems" and "Quantum Speed Limit for Non-Markovian Dynamics"
Deffner和Lutz [J.Phys.A46，335302（2013）和Phys.Rev.Lett. 111，010402（2013）.]将Mandelstam-Tamm界和Margolus-Levitin界分别推广到时间依赖和非马尔可夫系统。虽然Mandelstam-Tamm界的推导是正确的，但我们指出他们对Margolus-Levitin界的分析是不正确的。在含时量子系统中，除了绝热情形外，马戈卢斯-列维京束缚还没有建立。
2018-02-03 quant-ph
Non-Markovian dynamics under time-translation symmetry
动力学对称性被用来确定量子非马尔可夫时间局域主方程的结构。这种结构由两部分组成：标量动力学系数和标准量子马尔可夫算符形式。动力学系数通常是时间依赖性的，并且包含关于运动学和记忆效应的信息，而操作员则表现出动力学对称性。具体来说，我们专注于时间平移对称动力学，其中Lindblad跳跃算子构成的本征算子的自由动力学。这种对称性的动机是热力学微观的考虑，其中系统和环境之间严格的能量守恒强加了时间平移对称性。该构造被推广到其他对称性和受驱动的量子系统。的形式主义说明了三个精确可解的非马尔可夫模型，其中的精确减少描述表现出动态对称结构。主方程的形式结构导致精确动力学系数的第一原理计算。这打开了一个模块化的方式非马尔可夫动力学模拟的可能性。
2022-09-15 physics.atom-ph quant-ph
Unified thermodynamic-kinetic uncertainty relation
了解电流波动具有根本的重要性，并为实际应用的发展铺平了道路。根据热力学和动力学的不确定性关系，流的精度可以仅由总熵产生或动力学活动来约束。在这项研究中，我们推导出一个更严格的约束的精确度的电流在热力学和动力学的数量，表明这些数量共同约束电流的波动。热力学和动力学的不确定性关系成为我们的结果在渐近极限的特殊情况。有趣的是，统一的动力学不确定性关系导致了更严格的经典速度限制，细化了系统状态转换的时间约束。所提出的框架可以扩展到适用于状态观测量和单向转换系统，从而提供了一个约束的精度上的首次通过时间。
2022-04-15 cond-mat.stat-mech quant-ph
Local quantum uncertainty guarantees the measurement precision for two coupled two-level systems in non-Markovian environment
量子费舍尔信息（QFI）是影响基于量子Cramér-Rao不等式的量子参数估计精度的重要特征。当量子态满足von Neumann-Landau方程时，局域量子不确定性（LQU）作为一种量子关联存在于二分混合态中，保证了最优相位估计协议中QFI的下界[Phys.Rev.Lett. 110（2013）240402]。然而，在开放量子系统中，LQU和QFI之间通常没有明确的关系。本文研究了两个相互作用的二能级系统耦合到独立的非马尔可夫环境中的开放系统中的LQU和QFI之间的关系，系统的初始纠缠态嵌入了一个相位参数$θ$ .分析计算表明，QFI不依赖于相位参数$θ$，通过增强耦合强度或非马尔可夫性可以抑制QFI的衰减。同时，LQU与相位参数$θ$有关，表现出丰富的现象。特别地，我们发现当两个系统之间的耦合被切断或初始态为Bell态时，LQU可以很好地束缚QFI。
2018-02-25 quant-ph
Thermodynamics of Precision in Markovian Open Quantum Dynamics
热力学和动力学的不确定性关系表明之间的权衡的相对波动的观测量和热力学量，如耗散和动力学活动。虽然这些关系在经典系统中已经得到了很好的研究，但在量子领域中仍然没有得到很大的探索。在本文中，我们研究了马尔可夫开放量子系统的这种权衡关系，其潜在的动力学是量子跳跃，如热过程和量子测量过程。具体来说，我们推导出有限时间的下限的相对波动的动力学观测值和他们的第一次通过时间为任意的初始状态。该界表明，观测量的精度不仅受热力学量的约束，而且受量子相干性的约束。我们发现，在一类非简并能级系统的耗散过程中，相对涨落与熵产生或动力学活动的乘积被量子相干性增强。我们的研究结果提供了深入了解的生存经典的量子情况下的不确定性关系。
2022-04-11 cond-mat.stat-mech quant-ph
Kinetics, pseudo-kinetics, uncertainty principle and quantum 1/f noise
任意低频的1/f噪声是可逆力学定律所支配的热运动中不可逆性的存在方式。这种说法在统计力学中除了传统的动力学粗糙化之外，没有一次得到证实。在这里我们指出，在量子统计力学的情况下，原则上避免“费米黄金法则”这样的粗糙化是足够的。这意味着要考虑时间-能量不确定原理（经典极限中的时间-频率原理），从而考虑粒子和/或量子的真实碰撞和散射特性的不确定性。我们考虑由此产生的“伪动力学”，并演示它如何产生量子1/f噪声
2019-02-16 cond-mat.stat-mech quant-ph
Non-Markovian spin transfer dynamics in magnetic semiconductors despite short memory times
本文提出了掺锰稀磁半导体中载流子与锰原子之间自旋转移的量子动力学理论。事实证明，与这些过程相关的典型记忆时间比自旋转移的时间尺度短几个数量级。然而，马尔可夫速率方程，这是通过忽略记忆，只适用于体系统。对于量子阱和量子线，量子动力学结果在一定条件下定性地偏离马尔可夫极限。结果表明，电子自旋的超调甚至相干振荡不是初始制备的电子自旋的单调衰减，而是由能量-时间不确定性引起的载流子能量重新分布引起的.
2013-03-18 cond-mat.mes-hall quant-ph
Ultimate Kinetic Uncertainty Relation and Optimal Performance of Stochastic Clocks
本文针对离散构型马尔可夫过程推导了更紧且可饱和的随机通量不确定度渐近界，确立了首次通过时间不确定度极限与随机时钟最优长期性能，并将结果推广至含量子重置的半马尔可夫过程。
2024-07-13 cond-mat.stat-mech quant-ph
Environment-mediated entropic uncertainty in charging quantum batteries
研究了在公共耗散环境下开放量子电池充电过程中马尔可夫和非马尔可夫系统的熵不确定性动力学。在非马尔可夫状态下，电池几乎完全有效地充电，并且强非马尔可夫特性有利于提高充电功率。此外，研究结果还表明，蓄电池储能与蓄电池-充电器耦合和蓄电池-充电器耦合密切相关，即蓄电池-充电器耦合越强，蓄电池储能越好。特别是，纠缠需要获得最大的存储能量，并伴随着最小的熵约束。有趣的是，人们发现，熵约束的紧密性可以被认为是在不同的充电过程中的能量转移的一个很好的指标，和完整的能量转移总是对应于最紧密的熵约束。我们的研究结果提供了深入了解QB在实际充电过程中的最佳充电效率。
2022-10-24 quant-ph
A unified framework for classical and quantum uncertainty relations using stochastic representations
本研究提出基于随机表示的通用马尔可夫动力学统一方法，无需依赖确定性演化方程即可推导经典不确定关系，还可拓展至马尔可夫开放量子系统，得到更紧、更易物理实现的量子不确定关系，明确其为系统随机本质的固有属性。
2024-12-13 cond-mat.stat-mech quant-ph
Influence of Non-Markovian Dynamics in Thermal-Equilibrium Uncertainty-Relations
与传统的观点相反，标准热力学的偏差源于浴的强耦合，它表明，在量子力学中，这些偏差源于不确定原理，并支持的非马尔可夫性质的动力学。具体地说，它示出的系统的总能量的色散的下限，施加的不确定原理，是由浴功率谱占主导地位，因此，量子力学抑制系统的热平衡态被描述的正则玻尔兹曼分布。我们表明，对于广泛的一类系统，通过中心力与成对自相互作用的环境相互作用的系统，这种一般的观察是在鲜明的对比，经典的情况下，热平衡分布，不考虑相互作用强度，是\emph{exactly}的特点是典型的玻尔兹曼分布，因此，没有依赖于浴功率谱是存在的。我们定义了一个\emph{effective coupling}的环境，取决于所有的能量尺度的系统和水库的相互作用。示范的样本计算在政权预测这种有效的耦合。例如，对于强有效耦合的情况，存在与标准热力学的偏差，并且对于弱有效耦合的情况，诸如静态纠缠的量子特征在高温下是可能的。
2019-01-08 physics.chem-ph quant-ph
Violation of the thermodynamic uncertainty relation in quantum collisional models
本研究在量子碰撞模型中研究热力学不确定性关系（TUR）的违反，考虑马尔可夫与非马尔可夫动力学，发现TUR违反存在稳态与瞬态两种区域，且非马尔可夫性类型和程度显著影响违反强度。
2025-08-06 quant-ph
Violation of kinetic uncertainty relation in maser heat engines: Role of spontaneous emission
本研究通过比较脉泽热机的两种构型，发现自发辐射导致的退相干速率差异是KUR违反与否的决定性因素，为控制退相干以提升量子热机性能提供了指导。
2025-09-10 cond-mat.stat-mech quant-ph
SLD Fisher information for kinetic uncertainty relations
本文研究开放量子系统动力学不确定性关系中SLD Fisher信息，推导其有限时间表达式、量子轨迹Fisher信息下界，并揭示其与速度极限及短时Bures角上界的联系。
2023-08-20 cond-mat.stat-mech quant-ph
Force-current structure in Markovian open quantum systems and its applications: geometric housekeeping-excess decomposition and thermodynamic trade-off relations
本文提出开放量子系统中力与流的反厄米算子结构，证明熵产生率由其乘积给出，并扩展了随机热力学的几何分解与热力学权衡关系。
2025-03-10 cond-mat.stat-mech quant-ph
A universal, memory-assisted entropic uncertainty relation
我们推导出一个新的记忆辅助熵不确定性关系的非简并厄米观测量的量子关联，在条件冯诺伊曼熵的形式，和系统和记忆之间的量子不协调发挥了显着的作用。我们的关系是“普适的”，在这个意义上，它不依赖于特定的可观察量，而只依赖于量子态的性质。我们将这种不确定性关系与先前已知的基于纠缠和相关性的记忆辅助关系进行对比。此外，我们提出了一个详细的比较研究的纠缠和discords辅助熵的不确定性关系的系统的两个量子比特-其中之一起着记忆的作用-受到几种形式的独立的量子噪声，在马尔可夫和非马尔可夫制度。因此，我们明确地表明，部分由于量子不和谐的普遍性和固有的弹性，不和谐收紧熵的不确定性关系往往提供了一个更好的估计的不确定性在发挥作用。
2013-02-05 quant-ph
Combining kinetic and thermodynamic uncertainty relations in quantum transport
本文研究多端多通道量子输运中电流涨落，利用散射理论推导出适用于费米子和玻色子系统的组合热力学-动力学不确定关系，该关系能紧致约束器件精度并可用于从输运观测量估计熵产生。
2025-04-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Non-Markovian quantum trajectories for spectral detection
我们从测量理论的角度给出了开放系统的非马尔可夫量子轨道的公式。在我们的治疗中，有三种不同的方式，其中非马尔可夫行为可能会出现;浴（水库）和系统之间的模式依赖耦合，分散浴，并通过光谱检测输出到浴。在前两种情况下，非马尔可夫行为是内在的相互作用，在第三种情况下，非马尔可夫行为来自检测方法。我们专注于详细的轨迹，模拟实时光谱检测从本地化系统发出的光。在这种情况下，非马尔可夫行为产生于后来检测到的粒子发射时间的不确定性。本文给出了用计算机模拟的方法对强驱动二能级原子的自发发射进行光谱探测的结果。
1998-07-10 quant-ph
Quantum thermodynamic uncertainty relation for continuous measurement
我们利用量子估计理论导出了马尔可夫开放量子系统中的热力学不确定关系，它限制了连续测量的涨落。导出的量子热力学不确定性关系适用于满足标度条件的任意连续测量。我们推导出两个关系;第一个关系由动力学活动限制涨落，第二个关系由熵产生限制涨落。我们将我们的边界应用到一个由激光场驱动的二能级原子和一个具有跳跃和扩散测量的三能级量子热机中。我们的结果表明，存在一个普适的约束上的波动，无论连续测量。
2020-05-23 cond-mat.stat-mech quant-ph
Non-Markovian Protection and Thermal Fragility of Quantum Resources in a Spin-1/2 Ising-Heisenberg Diamond Chain
研究自旋-1/2 Ising-Heisenberg菱形链在非马尔可夫振幅阻尼与随机电报噪声下的量子关联动力学，比较Concurrence与不确定性诱导非定域性，并揭示温度、磁场和自旋耦合对量子资源保护的影响。
2025-06-15 quant-ph
Optimal nonequilibrium thermometry in Markovian environments
测量体温所需的最短时间是多少？在本文中，我们解决了这个问题的一大类的过程中，温度推断通过测量探针（温度计）弱耦合到感兴趣的样品，使探针的演变是很好地描述了量子马尔可夫主方程。考虑到最一般的控制策略的探头（自适应测量，任意控制探头的状态和哈密顿量），我们提供了在有限的时间内可实现的测量精度的界限，并表明，在许多情况下，这些基本的限制可以饱和一个相对简单的实验。我们发现，对于一般类的样品-探针相互作用的测量不确定性的缩放是成反比的过程的时间，一个散粒噪声样的行为，由于温度测量的耗散性而产生。作为一个侧面的结果，我们表明，探针-样品相互作用引起的兰姆位移可以在测温中发挥相关的作用，允许在低温制度的有限测量分辨率。更准确地说，测量不确定度随温度以多项式形式衰减为$T\rightarrow 0$，而不是通常的指数衰减为$T^{-1}$。我们说明了这些一般结果（i）量子位探针与玻色子样品相互作用，其中兰姆位移的作用被突出显示，以及（ii）$N$ -量子位探针和样品之间的集体超辐射耦合，这使得测量不确定性的二次衰减与$N$。
2022-12-01 quant-ph
Quantum Kinetic Rates within the Nonequilibrium Steady State
量子网络的非平衡稳态（NESS）是许多物理和生物场景的核心。例子包括自然过程，如视觉和光合作用，以及技术设备，如光电池，两者都由非相干光（如阳光）激活，并导致量子传输。在这里，提供了一种完全通用的方法来定义NESS中量子网络的组件，并获得这些组件之间的过程速率。量子效应被明确地包括在整个过程中，在（a）通过投影算子定义网络组件，和（b）在确定速率过程中相干性的作用。作为例子，该方法被应用到模型的情况下，两个版本的V级系统，并自旋玻色子模型，其中的作用的环境和内部系统的属性，在确定的速率进行检查。此外，马尔可夫与非马尔可夫贡献的作用是量化的，暴露的条件下，NESS率可以通过扰动的非平衡稳态。
2022-09-02 physics.chem-ph quant-ph
Role of Quantum Coherence in Kinetic Uncertainty Relations
本研究推导了修正的动力学不确定关系边界，明确了量子相干性导致该边界违反的机制与条件，且边界对量子主方程的 unraveling 方式敏感，可用于比较量子跃迁与扩散过程，并在双量子点系统中验证了结果。
2025-01-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Kinetic uncertainty relations for quantum transport
本文利用散射理论分析了多端量子输运中电流的精度，建立了量子输运的动力学不确定关系，并针对费米子和玻色子系统提出了相应的精度界限。
2025-07-11 cond-mat.mes-hall quant-ph
Kinetic Uncertainty Relation in Collective Dissipative Quantum Many-Body Systems
The University of Tokyo（东京大学）
本文提出集体耗散量子多体系统中的动能不确定性关系，通过平均场近似推导出相对波动的下界，并验证了集体相互作用对精度提升的作用。
2026-04-07 quant-ph
Heisenberg Scaling in Many-Body Kinetic Uncertainty Relation via Quantum Feedback
The University of Tokyo（东京大学）
研究量子设备计数可观测量精度的提升问题，通过对超辐射自旋系综应用量子反馈，实现计数精度的海森堡\(1/N^2\)标度，论证了反馈可将集体耗散转化为提升计数精度的资源。
2026-09-29 quant-ph
Markovian Entanglement Networks
在经典不确定性的背景下，概率依赖的图形模型已经得到了广泛的研究。然而，在某些领域（最值得注意的是，在计算物理和量子计算中），相关不确定性的性质是非经典的，并且经典概率论的定律被量子力学的定律所取代。在本文中，我们介绍了马尔可夫纠缠网络（MEN），一类新的图形表示的量子力学的依赖关系的背景下，这样的非经典系统。MEN是马尔可夫网络的量子力学模拟，马尔可夫网络是一种无向图形表示，在经典域中，利用子系统之间的条件独立性概念。在定义了一个适合于我们的域的条件独立性的概念（条件可分性）后，我们证明了由量子机械波函数引起的条件可分性有效地反映在MEN的图形结构中。具体来说，我们表明，任何波函数存在一个MEN是一个完美的地图，其条件分离。接下来，我们将展示如何使用MEN的图形结构来有效地对三量子比特系统的纯态进行分类。我们还证明，在大型系统中，利用条件独立性可以大大减少各种推理任务的计算负担。原则上，MEN提供的条件独立性的图论表示不仅可以促进量子系统的经典模拟，而且还可以为量子算法和电路的有效设计和复杂性分析提供指导。
2007-02-07 cs.AI quant-ph
Causal State Estimation and the Heisenberg Uncertainty Principle
该研究证明线性非马尔可夫量子系统线性可观测量的因果估计满足海森堡不确定性原理，且环路内外测量的估计精度相当，明确了因果估计器的作用，简化相关实验。
2023-10-17 quant-ph
Impact of Nonlinearities on Local Kinetic and Thermokinetic Uncertainty Relations in Bosonic Transport
Chalmers University of Technology（查尔姆斯理工大学）；Aalto University School of Science（阿尔托大学理学院）；University of Regensburg（雷根斯堡大学）
本文研究非线性对玻色输运中局域动力学和热动力学不确定关系的影响，通过两个实验模型给出相关可验证预测。
2026-08-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
Susceptibility-kinetic uncertainty relations for quantum systems
Chalmers University of Technology（查尔姆斯理工大学）
针对开放量子系统，通过量子Fisher信息定义部分动力学活性，建立易感性-动力学不确定性关系，约束电流精度，并在双量子点稳态输运中验证其紧致性。
2026-07-02 cond-mat.mes-hall quant-ph
Optimal Superdense Coding Capacity in the Non-Markovian Regime
该研究提出含辅助量子比特的模型诱导非马尔可夫动力学，考察多参数下超密编码等的行为，发现非经典关联与量子Fisher信息显著相关，可探测非马尔可夫区域的最优超密编码容量。
2024-08-20 quant-ph
Optimal two-photon excitation of bound states in non-Markovian waveguide QED
束缚态出现在波导QED系统中，发射极和光子模之间的耦合具有很强的频率依赖性。虽然用单光子波包激发这样的束缚态是不可能的，但由发射体介导的光子-光子相互作用可以用来用双光子态激发它们。在这封信中，我们使用散射理论提供上限的激发概率为一般的非马尔可夫波导QED系统，并表明，这一限制可以达到一个双光子波包与消失的不确定性的总光子能量。此外，我们还分析了具有多个束缚态的多发射极波导QED系统，并提供了一个系统的双光子波包的结构，可以激发这些束缚态的给定叠加。作为具体的例子，我们研究了具有单发射体和多发射体以及时滞反馈的波导QED系统中的束缚态俘获。
2020-09-18 quant-ph
Quantum Speed Limit under Calibration Uncertainty
Qatar Center for Quantum Computing, College of Science and Engineering, Hamad Bin Khalifa University（卡塔尔量子计算中心，科学与工程学院，哈马德·本·哈利法大学）
针对校准不确定性，提出基于量子Fisher信息的投影速度极限，通过商流形剔除多余参数，并利用灵敏度方程推导一般马尔可夫演化的构造性界限，应用于Jaynes-Cummings传感器得到失谐容限和场相关Purcell损耗的速度极限，将几何界限转化为校准与询问时间的设计规则。
2026-05-19 quant-ph
Comparison of quantum kinetic theory and time-dependent Dirac equation approaches in vacuum pair production and the bound states resonance enhanced mechanism
在研究空间均匀的包络脉冲形状的电场中电子-正电子对的产生时，在Keldysh参数的大范围内，非马尔可夫量子动力学方法和含时Dirac方程方法之间有着显著的定量一致性.当亚临界束缚势处于该背景场中时，TDDE结果表明，束缚态共振将使产生几率提高两个数量级。我们还建立了一个节省计算资源的空间均匀场TDDE形式。
2017-08-29 physics.comp-ph quant-ph
Finite-time dynamics of an entanglement engine: current, fluctuations and kinetic uncertainty relations
本文研究双量子比特纠缠引擎在有限时间下的动力学，推导了含时电流和关联函数，揭示相干性与内部电流的联系及临界电流指示纠缠，并探讨了有限时间下动力学不确定性关系的多种定义及其违反条件。
2024-04-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum teleportation and dynamics of quantum coherence and metrological non-classical correlations for open two-qubit systems: A study of Markovian and non-Markovian regimes
本研究探讨开放两量子比特系统中量子相干性与非经典关联的动力学，提出基于不同物理场景的量子隐形传态策略，并分析初始纯度和环境性质的影响。
2023-09-05 math-ph math.MP quant-ph
Heat transport in an optical lattice via Markovian feedback control
超冷原子提供了一个独特的机会，在一个干净和良好的控制环境中研究多体物理学。然而，量子气体的孤立性质使得很难研究系统的输运性质，这是凝聚态物理中的关键观测量之一。在这项工作中，我们采用马尔可夫反馈控制合成两个有效的热浴耦合到一个一维的玻色-哈伯德链的边界。这允许实现载热流状态。我们研究了稳态热流，包括它与系统尺寸的标度和它对无序的响应。为了研究大体系，我们使用半经典的蒙特卡罗模拟和动力学理论。从这两种方法的数值结果表明，正如预期的那样，非和弱相互作用的系统和不无序的人发现相同的缩放的热流相对于系统的大小，因为它是发现系统耦合到热浴。最后，我们提出并测试了一个计划，用于测量的能量流。从而为原子量子气体中物质载热流稳态的量子模拟提供了一条途径。
2022-07-27 cond-mat.quant-gas quant-ph
