Non-Hermitian physics and master equations
描述开放马尔可夫量子系统演化的一个长期工具是GKSL(Gorini-Kossakowski-Sudarshan-Lindblad)主方程。然而,在某些情况下,开放量子系统可以有效地描述与非厄米哈密顿,这引起了极大的兴趣,在过去的二十年中,由于一些非常规的性质,如例外点的出现。在这里,我们提出了一个简短的回顾,特别是这两种不同的方法,旨在突出他们的关系,并说明不同的方式连接非厄米哈密顿GKSL主方程的完整密度矩阵。
2022-01-14 quant-ph
Introduction to quantum non-reciprocal interactions: from non-Hermitian Hamiltonians to quantum master equations and quantum feedforward schemes
2019年Les Houches量子信息机器暑期学校的这些讲义提供了对非互易量子相互作用和设备理论的教学介绍。目标是连接各种方法和概念,包括哈密顿编码合成规范场,散射描述,量子主方程,和非厄米哈密顿。同时具有非平凡的合成规范场和耗散获得非互易相互作用的重要性被强调。连接到更广泛的主题,如量子水库工程和量子理论的连续测量为基础的前馈也进行了讨论。
2022-01-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
Effective Hamiltonian Approach to Open Systems and Its Applications
利用有效哈密顿方法,我们提出了一个分析开放系统中几何相位和动态稳定消相干自由子空间的自洽框架。与早期的作品进行了比较。这种有效的哈密顿方法,然后扩展到一个非马尔可夫的情况下,广义Lindblad主方程。基于这种推广的有效哈密顿方法,求解了描述耗散二能级系统的非马尔可夫主方程,定义了绝热演化,给出了相应的绝热条件.
2008-10-16 quant-ph
Closed form solution of Lindblad master equations without gain
给出了一类描述开放量子系统的主方程本征值问题的封闭形式解。该方法依赖于在哈密顿部分中存在保守的激发数,并且没有Lindblad算子描述系统的激发。在没有失相Lindblad算子的情况下,Liouville算子的本征系统可以从量子跳跃方法中使用的有效非厄米哈密顿量的本征值和本征向量构造。用这种方法可以求解自旋链的开放形式、Tavis-Cummings模型和无增益耦合谐振子。
2014-05-30 quant-ph
Parametrization of the feedback Hamiltonian realizing a pure steady state
反馈控制有望在很大程度上保护量子态不受系统与环境相互作用引起的退相干的影响。特别是Wiseman提出的马尔可夫反馈方案可以修正退相干的性质,最终恢复相应主方程定态的纯净性。本文给出了修正主方程具有纯定态的条件。通过将这个条件应用到两量子比特系统,我们得到了反馈哈密顿量的完全参数化,使得稳态成为最大纠缠态。
2006-03-06 quant-ph
Complete positivity for time-dependent qubit master equations
结果表明,如果对应于量子比特主方程的退相干矩阵具有块对角实部,则演化由一维振子方程决定。进一步地,当完全退相干矩阵是块对角矩阵时,则完全正演化的充分必要条件可以用振子哈密顿量或拉格朗日量来表示。当振子方程的解未知时,仍然可以基于Hamilton/Lagrange不等式得到完全正性的显式充分条件。利用旋转形式不变性,通过一个一阶非线性微分方程来描述演化过程,从而得到了更精确的结果。一类主方程的确定,完全的积极性减少到更简单的条件的积极性。
2008-03-29 quant-ph
Average quantum dynamics of closed systems over stochastic Hamiltonians
我们发展了一个主方程来描述随机哈密顿驱动下封闭量子系统的平均密度矩阵的演化。在封闭系统动力学中,除了通常的幺正演化之外,随机过程的平均通常会导致退相干效应。然后,我们表明,对于一类重要的问题,其中的哈密顿量是成比例的高斯随机过程,二阶主方程产生确切的动态。应用该方法研究了两能级系统、随机磁场中的两原子和囚禁离子的加热问题。
2011-11-29 quant-ph
Exact Master Equation for Quantum Brownian Motion with Generalization to Momentum-Dependent System-Environment Couplings
本文将量子布朗运动推广到动量相关的系统-环境耦合。传统的QBM模型对应于空间情形$W_k = V_k$。广义QBM更复杂,但推广是必要的。这是因为系统与环境之间的粒子跃迁和电子对产生代表了两个非常不同的物理过程,并且通常不可能具有相同的耦合强度。因此,在经典水平上定义良好的传统QBM模型在真实的量子物理世界中很难实现。我们讨论了广义QBM在不同物理系统中的物理实现,并推导了初始解耦态和初始关联态的精确主方程。传统QBM模型的Hu-Paz-Zhang主方程作为特例被再现。我们发现,追踪到所有环境态后的重整化布朗粒子哈密顿量自然地诱导出一个动量相关势,这也说明了在QBM哈密顿量中包含动量相关耦合的必要性.在Hu-Paz-Zhang主方程中,这种重正化势的位置是错误的,因而没有找到正确的重正化哈密顿量,利用初始解耦态和初始关联态的精确主方程,重新讨论了Hu-Paz-Zhang主方程中长期存在的初始扰动问题.我们发现,所谓的“初始震动”一直被认为是由于使用初始解耦系统-环境状态而产生的人为影响,但与初始解耦状态无关。广义QBM的新的精确主方程在光子学量子计算中也有潜在的应用。
2022-04-21 quant-ph
Interaction representation method for Markov master equations in quantum optics
对一类哈密顿量为产生和湮灭算符中任意有限阶自伴多项式的量子光学问题,证明了量子动力学半群为酉的充分条件.哈密顿量的阶数可能高于量子系统形式生成元的完全正部分的阶数。极小量子动力学半群的酉性质意味着量子动力学半群类中相应的马尔可夫主方程的解的唯一性,并且在相应的表示中,它确保了迹或单位算子的保持。我们还记得,只有在酉的情况下,MME的形式生成器唯一地确定相应的QDS。
2001-06-16 quant-ph
Master-equation treatment of nonlinear optomechanical systems with optical loss
开放系统动力学在腔光机系统的实验和理论研究中起着关键作用。在许多情况下,量子朗之万方程使光学退相干的优秀模型,但主方程的方法完全非线性光学力学哈密顿迄今已被证明是更加难以捉摸的。为了解决这个突出的问题,并扩大可用的数学工具集,我们推导出一个解决方案的Lindblad主方程模型光学退相干系统的非线性光学力学哈密顿演变。该方法结合了李代数解的幺正动力学与矢量化的林德布拉德方程,我们证明了它的适用性,通过考虑制备光学猫态的光机械非线性光损耗的存在。我们的研究结果提供了一个直接的方法来分析评估光学退相干的影响的光机内腔状态。
2021-06-29 quant-ph
Secular master equation for adiabatically time dependent systems
仅依赖于第一性原理,我们推导出一个Lindblad形式的主方程,一般适用于非线性时变系统。我们的分析表明,备受争议的长期近似可以是有效的慢时间依赖的哈密顿量时,在适当的基础上进行。我们将我们的方法应用于众所周知的朗道-齐纳问题,我们发现绝热性通过耦合到低温环境得到改善。
2012-10-10 quant-ph
On the structure of generators for non-Markovian Master Equations
给出了完全保正非马尔可夫主方程的完全刻画。
2009-02-23 quant-ph
Exact homogeneous master equation for open quantum systems incorporating initial correlations
我们表明,包含初始关联的开放量子系统,在Nakajima-Zwanzig算子投影方法的确切的主方程,是一个同源的主方程的约化密度矩阵。我们还显式地导出了一大类玻色子和费米子开放量子系统的包含初始关联的精确主方程,所得到的主方程是齐次的。我们发现初始关联的影响可以通过精确的齐次主方程完全嵌入到波动动力学中。同时得到了一个包含初始关联的广义非平衡涨落耗散定理。
2016-10-17 quant-ph
On the precise connection between the GRW master-equation and master-equations for the description of decoherence
我们指出,著名的GRW主方程是不变的平移下,反映了空间的均匀性,从而提供了一个特定的实现一般类的修正协变马尔可夫主方程。这样的主方程通常用于描述由于系统和环境之间的动量传递而引起的退相干。在此基础上,我们展示了GRW主方程和退相干主方程之间的确切关系,进一步提供了一个形式上等价于GRW主方程的碰撞退相干模型。这允许直接比较相关参数的数量级。这种形式上的类比不应该导致对这两个研究领域完全不同的精神的混淆,特别是必须强调的是,退相干方法并不能解决测量问题。然而,建立在这个类比的基础上,讨论了扩展自发局域化模型以避免无限能量增长的可行性。除了一个特殊的情况下考虑的文件中,它似乎放大机制一般被破坏这样的修改。
2007-01-29 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
Mean field master equation for self-interacting baths: comparison with exact spin--spin-bath dynamics
平均场近似推导出一个主方程适用于自相互作用浴和强系统浴耦合。主方程的解决方案进行了比较,与一个中心的自旋与自旋浴相互作用的精确解。
2003-06-12 quant-ph
Exact closed master equation for Gaussian non-Markovian dynamics
非马尔可夫主方程描述了一般的开放量子系统,当没有近似。我们提供了确切的封闭的主方程类高斯,完全积极的,保迹,非马尔可夫动力学。这个非常普遍的结果允许研究各种各样的物理系统。我们证明了非马尔可夫量子布朗运动的主方程是我们一般结果的一个特例。此外,我们还导出了非马尔可夫耗散随机薛定谔方程解的主方程,为分析耗散非马尔可夫崩溃模型奠定了基础。
2016-03-23 quant-ph
A Generalized Master Equation for Janus Faced Coherent States
构造了Janus Faced对易关系本征态的一般主方程。
2010-06-01 quant-ph
Preserving fermionic statistics for single-particle approximations in microscopic quantum master equations
University of Minnesota(明尼苏达大学)
本文提出数学约束确保微观主方程在单粒子近似下保持费米统计,适用于分子和固态系统。
2025-12-22 quant-ph
Master equation - tutorial approach
我们不提供任何原创或新的材料。这是一个教程给学生谁需要学习微观推导的量子力学主方程遇到许多实际的物理情况。
2008-01-11 quant-ph
Local and Global Master Equations through the Lens of Non-Hermitian Physics
Università di Napoli Federico II(那不勒斯费德里科二世大学);INFN, Sezione di Napoli(意大利国家核物理研究所那不勒斯分部);SPIN-CNR(凝聚态物理特殊相互作用中心研究站)
研究非厄米特哈密顿量与开放量子系统非平衡朗之万动力学的关系,探讨量子跃迁和例外点在非平衡开放量子系统中的作用,并提出实验可实现的架构。
2026-04-10 quant-ph
qdmag: A Python package for simulating nonequilibrium magnetization of molecules using quantum master equations
Northeastern University(东北大学)
qdmag是一个Python包,通过求解广义Lindblad量子主方程模拟分子在时变磁场中的非平衡磁化,支持高阶自旋相互作用,并实现长时间演化,为自旋动力学研究提供计算工具。
2026-09-14 quant-ph
Alternative Derivation of the Hu-Paz-Zhang Master Equation for Quantum Brownian Motion
Hu,Paz和Zhang [ B.L. Hu,J.P. Paz和Y. Zhang,Phys. Rev. D { \bf 45}(1992)2843]利用路径积分技术导出了一般环境下量子布朗运动的精确主方程。它们的主方程为研究量子系统由于与环境相互作用而产生的退相干提供了一个非常有用的工具。本文给出了Hu-Paz-Zhang主方程的另一种初等推导方法,它涉及到跟踪Wigner函数的演化方程。在某些特殊情况下,我们还讨论了主方程。
1995-08-04 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
Optimally chosen Nakajima-Zwanzig master equation for mean field approximation
我们定义了一个投影算子的系综,每个投影算子都有一个精确的Nakajima-Zwanzig主方程用于量子开放系统演化。一个平均场近似的记忆内核的介绍,产量,为最佳选择的投影算子,一个完全确定的非齐次主方程。以前的证明的积极性和平衡扩展到这些新的非齐次非马尔可夫主方程。我们研究了金刚石中的氮空位中心与13 C杂质的相互作用来说明该方法。
2011-10-11 quant-ph
Time-convolutionless non-Markovian master equation in strong-coupling regime
无时间卷积(TCL)非马尔可夫主方程由于其奇异性,一般认为在有限时刻崩溃,在强耦合区域不能产生渐近行为。然而,在本文中,我们表明,奇异性是不是TCL主方程的有效性的障碍。进一步,我们提出了一种多尺度微扰方法,该方法适用于强耦合区域的TCL主方程的求解,而普通的微扰方法在此区域是无效的。
2012-03-22 quant-ph
Non-Markovian master equation for interacting qubits coupled to a bosonic bath: analytic form and asymptotic approximation
耦合到玻色子浴中的两个相互作用的二能级量子比特的非马尔可夫动力学先前使用量子状态扩散(QSD)方程进行了研究,其中随机状态被用来描述系统。在这项研究中,我们提供了另一个角度对这个系统推导的解析形式的主方程,它描述了一个减少密度矩阵的系统。然后,我们验证了主方程通过检查纠缠产生和状态纯度。此外,与主方程,我们观察到的影响,从一阶噪声,并注意到,一个很好的渐近近似的主方程可以忽略一阶噪声。
2015-07-28 quant-ph
Adding dynamical generators in quantum master equations
量子主方程是描述开放量子系统动力学的一种常用方法。在这种方法中,环境对系统演化的影响完全由动态生成器捕获,提供了紧凑和通用的描述。然而,当几个噪声过程同时作用或系统的哈密顿演化被修改时,需要小心。在这里,我们表明,发电机可以添加在主方程的水平,而不损害物理性,只有在限制性条件下。此外,即使增加发电机导致合理的动态,这通常也不符合系统的真实演化。我们建立了一个一般的条件下,直接添加动力发电机是合理的,表明它是确保在弱耦合和设置自由系统的哈密顿量和所有系统环境相互作用的交换。在所有其他情况下,我们通过反例证明,微观上得出的精确演化不能保证与通过添加发电机天真地获得的动力学相一致。
2018-05-19 quant-ph
New approach for solving master equations of density operator for the Jaynes Cummings Model with Cavity Damping
通过引入热纠缠态表象,将量子统计中密度算符的主方程映射为态矢量演化方程,并利用耗散相互作用图求解了具有腔阻尼的J-C模型的主方程。此外,我们还导出了原子初始处于上态,腔模处于相干态时密度算符的维格纳函数。
2014-02-11 quant-ph
Non-Markovian master equation for a damped driven two-state system
我们提出了一个详细的微观推导的非马尔可夫主方程的驱动两态系统与一般结构水库。在两态量子系统与环境弱耦合的极限下,利用无时间卷积投影算符技术导出了主方程。我们简要地讨论了马尔可夫近似和长期近似及其有效性。
2009-11-24 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
Non-Markovian Quantum Trajectories Versus Master Equations: Finite Temperature Heat Bath
研究了有限温度下非马尔可夫随机薛定谔方程与相应的非马尔可夫主方程之间的相互关系。我们表明,一般的有限温度非马尔可夫轨迹可以用来推导相应的非马尔可夫主方程。一个简单但重要的可解例子是众所周知的阻尼谐振子模型,其中谐振子耦合到旋转波近似中的有限温度库。通过对量子轨道进行平均,得到了阻尼谐振子的精确无卷积主方程,而无需对耦合强度或时间尺度作任何假设。用这种方法导出的主方程自动地保持了正性、厄米性和统一性。
2004-03-31 quant-ph
Superoperator master equations for depolarizing dynamics
本文针对退极化自由动力学,在整体酉群 twirling 超投影下推导了受任意 GKSL 生成元微扰的超算符主方程,并给出二阶显式形式。
2024-06-22 quant-ph
Quantum White Noise and the Master Equation for Gaussian Reference States
我们修改了Araki-Woods双Fock空间的结构,以描述一般的压缩高斯态,并用它来表示压缩量子随机噪声过程。导出了相关的主方程。
2006-09-06 quant-ph
Derivation of exact master equation with stochastic description: Dissipative harmonic oscillator
本文在随机描述的框架下,给出了一个系统地推导耗散系统主方程的方法。对于谐振子池的Caldeira-Leggett模型,给出了池诱导随机场的详细初等推导。系统的动力学过程完全由随机微分方程描述,所需的主方程可以通过统计平均得到。结果表明,封闭形式的主方程的存在性取决于系统的特异性以及由谱密度函数表征的耗散特性。对于耗散谐振子,可以观察到浴流随机场与系统之间的相关性可以解耦,主方程自然产生。这样的方程具有Lindblad形式,其中时间相关系数由一组积分方程确定。基于路径积分技术,证明了所得到的主方程与著名的Hu-Paz-Zhang方程是等价的。该方法也被用来获得含时场中耗散谐振子的主方程。
2011-10-22 quant-ph
On open quantum systems, effective Hamiltonians and device characterization
高保真度模型支持准确的设备表征并正确考虑环境影响,对于可扩展量子技术的工程至关重要。由于它确保了密度矩阵的正性,一种用于开放系统的优选模型用Lindblad形式的主方程描述动力学。林布拉德算子很少是从第一原理推导出来的,导致动力学模型中缺少了那些通常必须加入以使主方程变成林布拉德形式的附加项,以及必须同化为有效哈密顿量的伴随其他项。在第一原理推导中,这样的附加项经常被取消(抵消),经常以特别的方式。在超导量子干涉器件(SQUID)耦合到欧姆浴的情况下,所得到的主方程意味着环境对系统的能量有显着影响。我们讨论了保持或取消这种影响的前景,并注意到,对于SQUID,测量的磁化率控制下的电容耦合强度和外部施加的通量,结果在实验上可测量的模型之间的差异。如果没有正确完成,则设备表征将容易出现系统错误。
2017-07-03 quant-ph
The nonlinear thermodynamic quantum master equation
将非平衡态热力学的几何表述推广到耗散量子系统所得到的量子主方程是严重非线性的。我们认为,非线性自然发生在从可逆到不可逆方程的步骤,我们分析了非线性贡献的性质。热力学非线性导致适当的平衡解,改善耗散量子系统的动力学行为。我们还讨论了热力学量子主方程的马尔可夫性质。一般的想法说明了两个层次的系统。
2010-02-26 quant-ph
Time Dependent Markovian Quantum Master Equation
我们构造了一个耦合到热浴的受驱动系统的量子马尔可夫主方程。推导利用了驱动系统的传播子的显式解。这使得主方程的有效性能够扩展到绝热极限之外。非绝热主方程(NAME)推导采用弱系统浴耦合限制。当浴槽动力学和外部驱动之间存在时间刻度分离时,NAME有效。与绝热主方程相反,NAME导致人口和相干性的耦合运动方程。我们使用NAME来解决一个开放驱动的含时谐振子的例子。对于谐振子,NAME预言了与耗散项相关的相干性的出现。作为非绝热驱动的结果,热化速率被抑制。数值计算和绝热主方程的解决方案进行了比较。
2018-10-31 quant-ph
Generalized master equation with nonhermitian operators
通过将平均场哈密顿量扩展到包含非厄米算符,可以导出费米子和玻色子的主方程。导出的方程在低密度极限下归结为马尔可夫主方程,在齐次系统中归结为准经典主方程。
2004-06-09 cond-mat.stat-mech 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
On the standard quantum Brownian equation and an associated class of non-autonomous master equations
结果表明,标准量子布朗方程不仅在热关联时间内可以违反正性,而且在高系统频率下可以在任意长的时间内违反正性。为了改进标准QBE,给出了一类非自治主方程的精确算子解。这些精确解用于导出主方程系数的充分正性条件。
2013-02-13 quant-ph
Thermodynamically consistent master equation based on subsystem eigenstates
在适当假设下的主方程是研究开放量子系统的有效工具。对于多体系统,局部耦合到热浴和弱相互作用的子系统,局部方法提供了一个更方便的描述比全球的方法。然而,这些当地的主方程被认为是产生不一致的热力学热力学定律时,子系统间的相互作用存在。在这里,我们开发了一个替代的本地主方程凭借类似的近似用于推导传统的Gorini-Kossakowski-Lindblad-Sudarshan主方程。特别地,我们坚持使用每个子系统的本征态来构造量子跃迁算符,并采用久期近似来修正子系统间的相互作用。我们的研究结果表明,违反热力学定律后,纠正子系统间的相互作用将被避免。最后,我们研究了一个双量子比特的热传递模型,这进一步说明了我们修改的主方程的有效性。
2023-01-12 quant-ph
Quantum Evolution as a Square Root of the Master Equation
本文通过强调量子演化的随机性,探讨其与主方程的类比,从而避免量子力学诠释中的概念困难。
2023-10-05 quant-ph
Universal Constraints on Relaxation Times for d-level GKLS master equations
1976年,Gorini,Kossakowski,Sudarshan和Lindblad独立地发现了开放量子马尔可夫动力学的主方程的一般形式。为了纪念所有的作者,这个方程现在被称为GKLS主方程。在本文中,我们显示了普遍的约束松弛时间有效的任何d-水平GKLS主方程,这是一个推广的著名的约束2-水平系统。具体来说,我们表明,任何松弛率,逆松弛时间,是不大于一半的总和的所有松弛率。由于弛豫时间在实验中是可测量的,我们的约束条件提供了一个直接的实验测试的有效性的GKLS主方程,从而为条件的完全积极性和Markovianity。
2020-11-23 quant-ph
Exact non-Markovian master equations for multiple qubit systems: quantum trajectory approach
利用相应的精确非马尔可夫量子态扩散方程,可以显式地构造多量子比特系统的一类精确主方程。这些精确的主方程自然地从量子比特系统的量子退相干动力学中产生,量子比特系统是一个耦合到集体有色噪声源的量子存储器。精确的主方程在最优量子控制、量子耗散和量子热力学中也很重要。在本文中,我们证明了一个耗散的N-量子比特系统的精确的非马尔可夫主方程可以显式地从相应的非马尔可夫量子轨迹的统计平均值导出。我们通过一个耦合到非马尔可夫玻色子环境的三量子比特系统的显式构造来说明我们的一般公式。这个多量子比特主方程提供了量子系统在不同域中的精确时间演化,并为研究非马尔可夫状态下开放系统的记忆效应铺平了道路。
2014-08-07 quant-ph
The Accuracy of Perturbative Master Equations
我们考虑开放量子系统,其动力学由主方程描述,在系统-环境相互作用中具有微扰展开。我们发现,与直觉相反,全时的解决方案的顺序-2n精度需要一个顺序-(2n+2)主方程。我们给出了两个例子,这种不准确的解决方案的顺序-2n主方程:顺序-2n不准确的稳定状态的系统和顺序-2n的积极性违反,我们展示了这些如何出现在一个具体的例子,精确的解决方案是可用的。这一结果具有广泛的影响耦合(或摩擦)敏感的结果来自二阶卷积,Nakajima-Zwanzig,Redfield和Born-Markov主方程的有效性。
2011-01-21 quant-ph
Time deformations of master equations
无卷积主方程和卷积主方程是开放量子系统动力学的两种最常用的物理描述。我们对这些方程进行时间变形:时间尺度的局部膨胀和收缩。我们证明了无卷积方程在任何时间变形下都是合法的(导致完全正的动力学映射)当且仅当原始动力学是完全正可分的。同样,对于一类特定的卷积主方程,我们表明,均匀的时间膨胀保持积极的变形地图,如果原始地图是积极的整除。这些结果允许见证不同类型的非马尔可夫行为:变形的无卷积主方程不存在完全正性清楚地表明原始动力学至少是弱非马尔可夫的;一类时间扩张的卷积主方程不存在正性是本质上非马尔可夫原始动力学的见证。
2019-03-21 quant-ph
Ability of Markovian Master Equations to Model Quantum Computers and Other Systems Under Broadband Control
大多数未来的量子设备,包括量子计算机,都需要宽带控制,这意味着时间相关的哈密顿量的变化率与它产生的动力学一样快或更快。在量子物理学的许多领域,包括量子技术,必须包括环境引起的耗散和退相干。虽然马尔可夫主方程提供了唯一真正有效的方法来模拟这些效应,但这些主方程是针对常数哈密顿量(或具有一组离散的明确定义的频率)导出的。2006年,Alicky、Lidar和Zanardi [Phys. Rev. A 73,052311(2006)]提供了详细的定性论证,证明马尔可夫主方程不能描述宽带控制下的系统。尽管这些论点显然被广泛接受,但这些主方程通常用于精确建模这些系统。这种奇怪的状况可能是由于缺乏量化结果。在这里,我们进行精确的模拟耦合到一个振荡器浴的两个和三个级别的系统,以获得定量的结果。虽然我们确认,在一般的马尔可夫主方程不能预测宽带控制下的阻尼效果,我们发现,有一个广泛适用的制度,他们可以。主方程是准确的弱阻尼,如果拉比频率和带宽的控制显着小于系统的过渡频率。如果控制带宽与驱动跃迁的频率一样大,只要该带宽不与其他跃迁重叠,它们也保持准确。因此,主方程能够为原子系统的许多量子信息处理协议提供精确的描述。
2020-01-30 quant-ph
New approach for solving master equation of open atomic system
我们描述了一种新的方法,称为Ket-Bra纠缠态(KBES)方法,使一个主方程转换成薛定谔方程。与超算符方法形成鲜明对比的是,KBES方法在理论上适用于任何有限能级系统的主方程,计算可以在计算机上完成。利用这种方法,我们得到了含时外场中放射性阻尼二能级原子和与浴耦合三能级原子的精确动力学演化;第三节还求解了每个量子位与一个库耦合的N量子位Heisenberg链的主方程;此外,本文还简要讨论了解的物理意义。
2015-09-06 quant-ph
Quasithermodynamic Representation of the quantum master equations: its existence , advantages and applications
我们提出了一个新的表示几个量子主方程在所谓的准热力学形式。这种表示(当它存在时)让人们通过非平衡势(“熵”)以统一的形式写下感兴趣的量子系统的密度矩阵的对角和非对角元素的动力学方程,非平衡势是依赖于描述状态的所有变量的某个二次函数。我们证明了对于一般的Pauli主方程和Lindblad主方程(至少在简单情况下),上述表示也是存在的.我们还讨论了在开放量子系统的动力学性质的研究,特别是它的弛豫到定态的表示提出的优点。
2014-08-20 quant-ph
Deterministic quantum master equation for non-Markovian signal processing
Instituto de Física de São Carlos, Universidade de São Paulo(圣卡洛斯物理研究所,圣保罗大学)
本文推导了描述一般反馈的确定性主方程,用于建模具有记忆反馈和复杂频率依赖性的系统。
2026-07-22 quant-ph
Local Master Equation for Small Temperatures
我们提出了两种形式的开放系统动力学的本地主方程:马尔可夫和非马尔可夫。这两个方程都比Davies研究的林德布拉德方程具有更宽的有效性范围。对于低温,它们不需要耦合在系统大小上呈指数弱。如果在整个演化过程中状态保持低键维矩阵乘积态,则局部方程可以在系统规模下用时间多项式来模拟。
2016-11-13 quant-ph
Perturbative treatment for stationary state of local master equation
对于具有弱内耦合的复合开放系统,用局部方法构造主方程是简单合理的。然而,只有当子系统共振耦合时,它才是热力学一致的。正在努力了解不一致性,并测试当地主方程的有效性。本文提出了一种求解线性局部主方程稳态解的微扰方法,并通过两个简单的模型进行了验证。求解过程表明定态是非相干操作与幺正产生的量子相干性竞争的结果,从而将量子相干性与热力学一致性联系起来。
2018-06-28 quant-ph
Limitations on the Utility of Exact Master Equations
耦合到线性被动热浴的振荡器的精确主方程的低温解已知会引起严重的发散。我们现在表明,即使在高温状态下,问题也存在,特别是密度矩阵不一定是正的。
2005-04-18 quant-ph