Dynamical symmetries and crossovers in a three-spin system with collective dissipation
本文研究了自旋$1/2$粒子在集体阻尼作用下的非平衡动力学。该模型是接近的情况下，可以在混合电/光机械设置工程。利用大偏差理论，我们发现了系统动力学的加拉沃蒂-科恩对称性，以及两个具有不同活动水平的动力学相共存的证据。我们表明，额外的阻尼过程平滑了这种行为。我们的分析结果得到了蒙特卡罗模拟的支持，揭示了不同动力学阶段的轨迹的性质。
2015-01-21 cond-mat.stat-mech quant-ph
Perturbative dissipation dynamics of a weakly driven Jaynes-Cummings system
推广了一种微观主方程方法，研究了弱驱动下Jaynes-Cummings二能级系统的耗散动力学。用微扰分析方法推广了阻尼基理论，导出了修正的Rabi振荡和真空Rabi分裂的解析表达式。弱驱动系统退相干因子的演化揭示了非对角密度矩阵元的振荡频率依赖于驱动强度和初始粒子数反转。对于在弱驱动极限的高度反转系统，该频率降低到非驱动系统的值的两倍，表明使用更传统的方法无法发现耗散动态。
2016-12-05 quant-ph
Model study of dissipation in quantum phase transitions
本文考虑一个无限程横场伊辛模型与玻色浴耦合的原型系统。通过对玻色度积分，得到了自旋系统的有效各向异性海森堡模型。后者的相图计算作为耦合到热浴和横向磁场的函数。在低温下的集体激发进行评估内的自旋波分析，表现出消失的能隙在量子临界点。我们还考虑了另一个限制，系统减少到一个广义的自旋玻色子模型的两个相互作用的自旋。通过增加与热浴的耦合强度，双自旋波函数从纠缠态变为沿横向场排列的双自旋的因式分解态。我们还讨论了该模型在不同物理系统中的可能实现和应用。
2011-04-28 cond-mat.stat-mech quant-ph
Growing fluctuation of quantum weak invariant and dissipation
弱不变量的概念最近被引入到非平衡量子热力学中有限时间过程的守恒量中。一个弱不变量本身具有一个依赖于时间的谱，但它的期望值在由相关主方程定义的时间演化下保持不变。虽然它的期望值因此根据定义是守恒的，但它的波动却不是。在这里，这样的波动的时间演化进行了研究。结果表明，如果子动力学是由一个完全正的映射，那么相关的弱不变量的波动不减少的时间。它还表明，在林德布拉德方程的情况下，如何波动的增长率是连接到振荡器。作为例子，讨论了频率和自旋随时间变化的谐振子在变化的外磁场中的情况，并分析了作为弱不变量的哈密顿量的涨落.此外，提出了一个一般的关系的比热和温度的任何子系统接近平衡以下的缓慢马尔可夫等能过程。
2020-06-10 cond-mat.stat-mech quant-ph
Open-system spin transport and operator weight dissipation in spin chains
利用非平衡定态研究了耗散辅助算符演化（DAOE）对一维自旋链输运标度行为的影响。我们考虑了XXZ族中的三种模型：具有交错各向异性的XXZ模型，它是混沌的;没有外场和可调相互作用的XXZ模型，它是Bethe可积的和（在零相互作用极限下）自由费米子可积的;和无序XY模型，它是自由费米子可积的和Anderson定域的。我们发现的证据表明，DAOE的运输效果是由其对系统的守恒量的影响。在DAOE保持这些对称性的程度上，它保持了系统输运性质的标度;在它打破这些守恒量的程度上，它将系统推向输运的扩散标度。
2023-03-13 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Accuracy of time-dependent GGE under weak dissipation
本文使用含时GGE方法描述原子损失和增益下的玻色子气体开放动力学，通过张量网络方法证明了其在绝热耗散极限下的精确性及弱有限耗散下的准确性，并结合广义流体力学验证了其在Euler尺度输运及均匀与非均匀设置中的鲁棒性。
2025-05-06 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum thermodynamics of the spin-boson model using the principle of minimal dissipation
本文基于最小耗散原理和HEOM方法研究自旋-玻色子模型的量子热力学，发现在超越弱耦合极限时功、热和熵产生与弱耦合形式存在显著差异。
2024-08-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Violation of TUR in a periodically driven work-to-work converter from weak to strong dissipation
我们研究了一个等温稳态功-功转换器模型，其中一个由含时周期性外场驱动的单量子二能级系统（TLS）作为工作介质，并与一个固定温度的热库$T$永久接触.通过结合短迭代Lanczos（SIL）方法和解析方法，我们研究了转换器的性能在线性响应制度和在很宽的驱动频率范围内，从弱到强的耗散。我们表明，对于我们的理想量子机的几个参数范围存在违反热力学不确定性关系（TUR）发生。我们发现违反依赖于驱动频率和耗散强度，我们追溯到量子转换器的相干程度。我们最终讨论了其他可能的违规来源，如非马尔可夫效应在转换器动态的影响。
2020-09-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Driven-dissipative Ising model: Dynamical crossover at weak dissipation
耦合到环境中的受驱动量子系统通常表现出临界附近的弛豫动力学的有效热行为。然而，由于相干动力学和弱耗散之间的竞争，在弱耗散极限下可能会有不同的定性行为。在这篇工作中，我们研究了一个驱动耗散的无限程伊辛模型，在存在单个原子耗散的情况下，一个模型，出现在大失谐极限下的范式开放Dicke模型。我们表明，该系统经历了一个动力学交叉从弛豫动力学，与一个特征动力学指数$ζ=1/2$，欠阻尼临界动力学所管辖的指数$ζ=1/4$在弱耗散制度，一个行为是显着不同的平衡。最后，利用一个精确的图形表示，我们证明了动力学交叉欠阻尼临界是不是一个人工制品的平均场性质的模型，并持续存在，即使在存在短程扰动。
2021-01-13 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech physics.atom-ph
Spectral gaps of local quantum channels in the weak-dissipation limit
本文用算符扩散流体力学研究弱耗散混沌多体系统在γ→0时量子信道谱隙的来源、微观机制及其非解析参数依赖。
2024-09-25 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Entangling Nuclear Spins by Dissipation in a Solid-state System
纠缠是量子力学的一个迷人的特征，也是大多数量子信息处理任务的关键成分。然而，纠缠的产生通常会受到不必要的耗散的阻碍，这是由于系统与其环境的不可避免的耦合。在这里，我们报告了一个实验，如何纠缠两个$^{13}$ C核自旋通过工程耗散在氮空位系统。我们利用电子自旋作为辅助，并结合幺正过程与辅助的光泵浦一起实现工程耗散，并确定性地产生两个核自旋的纠缠态，独立于它们的初始状态。我们的实验证明了工程耗散作为在固态系统中产生多量子比特纠缠的工具的力量。
2020-06-01 cond-mat.dis-nn quant-ph
On the relevance of weak measurements in dissipative quantum systems
本文分析耗散对弱测量的影响，揭示非简并与简并系统在长耗散时间下弱值行为的差异，并提出利用短时间弱值提取耗散动力学信息的方法。
2023-08-01 physics.optics quant-ph
Dissipation-assisted preparation of steady spin-squeezed states of SiV centers
我们提出了一个有效的方案，在自旋-机械混合系统中，在稳定状态下产生自旋压缩态，其中一个合奏的SiV中心耦合到一个强阻尼纳米机械谐振器。我们证明了系统存在一个集体定态，它是由集体自旋态和机械模的零激发态构成的。稳定自旋压缩态的产生是基于一个耗散的量子动力学过程，其中机械耗散起着积极的作用，但不破坏目标状态。我们证明了自旋压缩稳态可以通过耗散方法确定性地制备，在理想情况下，最佳自旋压缩可达4/N，其中N是自旋数。该工作为量子信息处理和量子精密测量提供了一个很有前途的平台。
2021-10-06 quant-ph
Synchronization of persistent oscillations in spin systems with non-local dissipations
本文研究了具非局部耗散的自旋量子少体系统中的同步现象，发现在无外部驱动下系统可呈现长时间稳定振荡及次近邻自旋完全同步，并探讨了无限尺寸晶格中的振荡可能性。
2023-03-31 quant-ph
Finite-dimensional colored fluctuation-dissipation theorem for spin systems
当纳米磁体耦合到随机外部源时，它们的磁化强度成为随机变量，其属性由感生概率密度定义，可以使用Langevin方程从其矩重建，用于将噪声映射到动态自由度。当自旋动力学在时间上离散时，即使在零模存在的情况下，也可以建立对非马尔可夫噪声有效的一般涨落耗散定理。我们讨论的微妙之处，出现时，吉尔伯特阻尼是本和噪声和自旋自由度之间的映射是非线性的。
2016-10-05 cond-mat.stat-mech hep-lat math-ph
The Lipkin-Meshkov-Glick model with Markovian dissipation -- A description of a collective spin on a metallic surface
最近的原型工程原子自旋器件的动机，我们研究了一个完全连接的系统$N$自旋$1/2$，建模的Lipkin-Meshkov-Glick（LMG）模型的集体自旋$s=N/2$在马尔可夫耗散过程的存在。我们确定并分类了具有马尔可夫耗散的耗散LMG模型的不同阶段，包括稳态和渐近长时间区域的动力学行为的性质。采用变分方法和系统的方法的基础上的Holstein-Primakoff映射，我们确定的相图和光谱和稳态性质的Liouvillian通过研究无限的$s$限制和$1/s$的修正。我们的方法揭示了存在不同种类的动力学阶段和相变，多稳定性和区域的动力学是经常性的。我们根据临界Liouvillians和非临界Liouvillians的光谱和稳态性质对它们进行了分类。
2019-11-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Assessment of weak-coupling approximations on a driven two-level system under dissipation
与开放量子系统相关的标准弱耦合近似已被广泛用于描述与量子比特频率相比耗散相对较弱的二能级量子系统。然而，最近的进展，在实验实现的受控量子系统的按需工程耗散水平的增加，激发了精度的研究，在参数制度的近似的有效性，特别是在存在的时间依赖性驱动字段的问题。在本文中，我们解决弱耦合近似的精度通过研究驱动量子比特通过数值精确和非微扰的方法称为随机刘维尔-冯诺依曼方程耗散。通过考虑弱驱动场和具有高截止频率的冷欧姆环境，我们使用Markovian Lindblad主方程作为SLED方法的比较点，并研究浴诱导的能量漂移对量子比特动力学的影响。我们还提出了一个度量，可以在实验中使用映射的有效性的林德布拉德方程在预测的驱动量子比特的稳态的制度。此外，我们研究了著名的莫洛三重态的签名，并观察到它的熔毁由于耗散在实验可行的参数制度的电路电动力学。除了揭示林德布拉德方程的实际局限性之外，我们希望我们的结果能够启发未来工程开放量子系统的实验研究，其精确建模可能受益于非微扰方法。
2022-01-31 quant-ph
Floquet control of quantum dissipation in spin chains
控制量子系统与环境相互作用引起的退相干是量子技术的一个基本挑战。利用Floquet理论，我们探讨了时间周期驱动在抑制自旋1/2粒子耦合到自旋浴的退相干中的建设性作用。结果表明，在包括系统及其环境在内的整个系统的准能谱中，伴随着Floquet束缚态的形成，自旋系统的耗散被抑制，系统趋于与驱动相干同步.这可以看作是空间周期性光子晶体中结构化环境引起的退相干抑制的模拟。与其他消相干控制方案相比，该方案对控制参数的波动具有较强的鲁棒性，且易于实现。这表明周期性驱动在退相干控制中具有广阔的前景。
2015-05-27 quant-ph
Effects of dissipation in reservoir computing using a spin qubit array
提出基于一维自旋量子比特阵列的量子储层计算方法，通过海森堡相互作用耦合和脉冲旋转输入数据序列，并引入耗散机制提升计算性能。
2025-04-04 cond-mat.dis-nn quant-ph
Trade-off relation between integrated metrological gain and local dissipation in magnetic-field sensing by quantum spin ensemble
Tohoku University（东北大学）
本研究探讨了磁场传感中集成计量增益与局部耗散之间的权衡关系，通过量子 Fisher 信息和主方程分析，揭示了耗散对计量性能的影响。
2025-12-25 quant-ph
Dissipationless dynamics of randomly coupled spins at high temperatures
我们发展了一种计算弱相互作用无序自旋系统中自旋纠缠子的高频渐近性质的方法。我们表明，动态自旋相关指数下降，在高频率，$< SS>_ω\sim\exp(-τ_{*}ω)$和计算的特征时间$τ^{*}$这种依赖性。在一个典型的随机配置中，一些分数的自旋形成强耦合对，表现为两能级系统。它们的开关动力学由来自周围自旋的高频噪声驱动，导致磁化率和其他物理量中的低频$1/f$噪声。我们将讨论这些结果的应用问题的磁化率和磁通噪声的超导电路在mK温度。
2011-12-16 cond-mat.dis-nn quant-ph
One-dimensional spin-1/2 fermionic gases with two-body losses: weak dissipation and spin conservation
本文从理论上分析了一维自旋为1/2的费米子气体在弱两体损失下的动力学。我们的方法强调了自旋守恒在确定全时演化中所起的关键作用。我们特别关注最初在具有完全对称自旋波函数的迪克态、带状绝缘体或莫特绝缘体中制备的气体的动力学。在后一种情况下，我们调查的出现，一个稳定的氢解决净化的气体。我们的研究结果可以帮助建模和理解最近的实验与碱土（类）气体，如镱或费米子分子。
2021-09-14 cond-mat.quant-gas quant-ph
Dissipation-driven quantum phase transitions in collective spin systems
我们考虑两个不同的集体自旋系统进行强耗散-在相同的规模上的相互作用强度和外部字段-并表明，无论是连续或不连续的耗散量子相变可以发生的耗散强度是不同的。首先，我们考虑了一个著名的合作共振荧光模型，它可以表现出二阶量子相变，并分析了临界点附近的纠缠特性。接下来，我们研究了耗散版本的Lipkin-Meshkov-Glick相互作用集体自旋模型，在那里我们发现，无论是一阶或二阶量子相变可以发生，只取决于相互作用和外场参数的比例。我们给出了详细的结果和解释的临界点附近的稳态纠缠，它达到最大值。对于一级跃迁，我们发现半经典定态表现出一个双稳区域。
2008-09-23 cond-mat.other quant-ph
Understanding central spin decoherence due to interacting dissipative spin baths
本文提出基于簇关联展开的新方法模拟中心自旋在相互作用耗散自旋浴中的退相干，并通过一维、二维自旋浴及金刚石近表面NV色心验证了方法的准确性与耗散的关键作用。
2023-12-02 quant-ph
Dissipation and resonance frequency shift of a resonator magnetically coupled to a semiclassical spin
我们计算了共振腔与半经典自旋耦合时，在磁场作用下的性质变化。从完整系统的拉格朗日量出发，我们提供了共振器运动的线性响应函数的解析表达式，从而考虑了共振器对自旋的影响，反之亦然。该分析表明，共振频率和有效耗散因子可以由于自旋的弛豫时间而显著改变。我们首先推导出一个系统组成的自旋和机械谐振器，然后将相同的计算应用到电磁谐振器。此外，该方法的适用性被推广到一般的二能级和多能级系统耦合的谐振腔，提供了一个关键的理解量子器件中的二能级系统的一些问题。
2016-10-19 cond-mat.mes-hall quant-ph
Chiral control of quantum states in non-Hermitian spin-orbit-coupled fermions
自旋-轨道耦合是自旋霍尔效应和拓扑绝缘体等量子现象的基本机制。它在孤立的厄米系统中得到了广泛的研究，但对耗散在自旋轨道耦合系统中所起的作用知之甚少。在这里，我们实现了耗散自旋轨道耦合带充满超冷费米子，并观察宇称时间对称性破缺的结果之间的竞争的自旋轨道耦合和耗散。可调耗散，引入状态选择原子损失，使我们能够调整的能隙，并关闭它在临界耗散值，所谓的例外点。在临界点附近，态演化表现出手征响应，这使得我们能够动态地调节自旋轨道耦合和耗散，揭示了当量子态围绕例外点时的拓扑鲁棒的手征自旋转移。这表明我们可以探索具有自旋轨道耦合的非厄米拓扑态。
2021-12-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Synchronized Aharonov-Bohm Motifs via Engineered Dissipation
Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid ICMM-CSIC（马德里材料科学研究所）
研究通过结合外部规范场与晶格几何的相互作用，以及工程化耗散，实现旋转对称自旋几何中的鲁棒自旋同步，即Aharonov-Bohm图案，具有任意阶的循环对称性。
2026-06-04 cond-mat.other quant-ph
Frequency- and dissipation-dependent entanglement advantage in spin-network Quantum Reservoir Computing
本文研究伊辛自旋网络在量子储备池计算中的性能，发现纠缠优势依赖于输入信号频率与耗散，且纠缠能增强对时间特征的记忆能力。
2024-10-18 quant-ph
Quantum Spin Dimers from Chiral Dissipation in Cold-Atom Chains
我们考虑了一维玻色子浴中手性耦合的驱动耗散自旋链的非平衡动力学，以及它在两种冷量子气体混合物中的原子实现。该水库是由一个自旋-轨道耦合的一维准凝聚体的原子在磁化相，而自旋被识别与运动状态的一个单独的物种的原子在光晶格。库激发的手征性允许自旋以不同的方式耦合到左和右移动模式，在我们的原子设置中，可以从双向调整到纯单向。值得注意的是，这导致了一个纯稳态，其中相邻自旋对形成二聚体，与链的其余部分解耦。我们的研究结果也适用于目前的实验与两级发射器耦合到光子波导。
2014-12-08 cond-mat.quant-gas quant-ph
Learning quantum dissipation by the neural ordinary differential equation
量子耗散产生于量子系统与其周围环境之间不可避免的耦合，这被认为是量子信息处理的主要障碍。除了耗散的存在，如何从观测数据中追踪耗散是一个重要的课题，它可能会激发抑制耗散的方法。在本文中，我们提出了学习量子耗散动力学观察使用神经常微分方程，然后具体证明了这种方法在两个开放的量子自旋系统-大自旋系统和自旋1/2链。我们还研究了数据集的学习效率，这为实验中的数据获取提供了有用的指导。我们的工作有望促进有效的建模和消相干抑制在开放量子系统。
2022-07-19 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Dissipation-induced instabilities of a spinor Bose-Einstein condensate inside an optical cavity
本文研究了旋量玻色-爱因斯坦凝聚体在偏振角可控的激光横向驱动下的动力学行为。我们专注于一个双组分Dicke模型与复杂的光物质耦合，在光子损失的存在下。我们计算的稳态相图，并发现动力学不稳定性的极限环的形式，预示着异常点和水平吸引力的存在。我们表明，不稳定性引起的耗散过程中产生的两个集体自旋之间的非互易耦合。我们的预测可以很容易地在国家的最先进的实验进行测试，并打开了非互惠多体动力学的研究平衡。
2019-04-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Dissipation-Induced Order: The $S=1/2$ Quantum Spin Chain Coupled to an Ohmic Bath
我们考虑一个$S=1/2$反铁磁量子海森堡链，其中每个位置耦合到一个独立的玻色子浴欧姆耗散。与浴的耦合保持了整体SO（3）自旋对称性。使用大规模的，近似自由的量子蒙特卡罗模拟，我们表明，任何有限的耦合浴足以稳定远程反铁磁秩序。这与孤立的海森堡链形成鲜明对比，在孤立的海森堡链中，SO（3）对称性的自发破缺被Mermin-Wagner定理所禁止。线性自旋波理论分析证实，浴的记忆和伴随的延迟相互作用稳定的顺序。对于海森伯链，欧姆浴是一个边际扰动，因此需要指数大的系统尺寸来观察小耦合下的长程序。在这个长度尺度之下，我们的数值是由交叉制度主导的，其中自旋相关在空间和时间上表现出不同的幂律行为。我们讨论了这种交叉现象的实验相关性。
2022-08-05 cond-mat.str-el quant-ph
Markovian dissipation can stabilize a (localization) quantum phase transition
本文提出一种由马尔可夫耗散稳定而非破坏的非平庸量子相变，通过驱动自旋-玻色子模型变体证明稳态局域化相变源于低频玻色子对自旋动力学的重整化，展示了动力学设定中的量子性。
2025-05-28 cond-mat.quant-gas quant-ph
Localization-delocalization effects of a delocalizing dissipation on disordered XXZ spin chains
相互作用、无序和耗散之间的相互作用表现出丰富的现象学。在这里，我们研究了一个无序的XXZ自旋链与浴接触，单独，将驱动系统走向一个高度离域和相干的迪克状态。我们表明，存在的制度，其中的自然轨道的单粒子密度矩阵的稳态都是本地化的强障碍的存在下，无论是弱相互作用或强相互作用。结果表明，在弱相互作用存在下，对于中等无序强度，开放系统哈密顿量本征基的平均稳态占据可以遵循指数衰减，而对于强无序或强相互作用，平均稳态占据分布更均匀.最后，我们表明，强耗散增加了稳定状态的相干性，从而减少了本地化的签名。我们捕获这样的签名本地化也与级联的逆参与比，同时考虑到如何本地化的本征态的哈密顿量，以及如何接近的稳定状态的不同能量本征态的非相干混合物。
2021-03-31 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas quant-ph
Real-time simulation of non-equilibrium transport of magnetization in large open quantum spin systems driven by dissipation
利用量子Monte Carlo方法，研究了大的开放强关联量子自旋$\frac{1}{2}$系统中磁化强度的非平衡输运.我们准备一个低温海森堡铁磁体和反铁磁体在两个部分的系统，最初彼此隔离。然后，我们把这两个子系统的接触和研究他们的实时耗散动力学不同的几何形状。从系统的一部分到另一部分的均匀或交错磁化的流动由可以解析导出的扩散方程描述。
2015-09-17 cond-mat.str-el hep-lat quant-ph
