Rate operator unravelling for open quantum system dynamics
具有量子跳跃的随机方法常用于求解开放量子系统动力学。此外，他们提供了深入了解基本议题，作为测量的作用，在量子力学和非马尔可夫记忆效应的描述。然而，没有统一的框架来使用量子跳跃来描述任何区域的开放系统动力学。我们解决这个问题，通过发展率算子量子跳跃（ROQJ）的方法。该方法不仅适用于马尔可夫和非马尔可夫演化，而且还允许我们解开以前的方法不工作的主方程。此外，ROQJ产生了严格的测量方案的解释广泛的一类动力学，包括一组主方程负衰减率，并揭示了不同类型的记忆效应时出现的使用随机量子跳跃方法。
2020-04-20 quant-ph
Stochastic Bloch-Redfield theory: quantum jumps in a solid-state environment
我们讨论了Bloch-Redfield主方程到Lindblad形式的映射，然后根据量子跳跃方法将其演化为随机薛定谔方程。我们给出了两个近似下，这个映射是有效的。这种方法使我们能够研究比标准布洛赫-雷德菲尔德主方程更大尺寸的固态系统，同时仍然提供了一个系统的方法来获得跳跃算子和相应的速率。我们还展示了如何随机解开的布洛赫-Redfield方程成为长期近似的动力学蒙特卡罗（KMC）算法时，系统浴耦合运营商给出的隧道运营商之间的系统本征态。以超导单电子晶体管（SSET）为例，将随机解算与传统的Bloch-Redfield方法进行了比较。
2013-12-06 cond-mat.mes-hall quant-ph
Complete Parameterizations of Diffusive Quantum Monitorings
开放量子系统的状态主方程可以分解为由随机主方程描述的随机轨迹。这样的随机微分方程可以被解释为一个更新公式的系统状态条件下获得的结果，从监测浴。到目前为止，对于由具有$L$ Lindblad项的主方程描述的系统的任意扩散解（由高斯白噪声监测产生的量子轨迹），只找到了一种参数化（数学表示）[H. M. Wiseman和A. C. Doherty，Phys. Rev. Lett. { \bf 94}，070405（2005）]。这种参数化，我们称之为U-代表，参数化扩散unravellings的$L^2+2L$实数，安排在一个矩阵${\sf U}$受到三个约束。在本文中，我们研究扩散测量的替代参数化。我们发现，而令人惊讶的是，描述扩散unravellings可以统一的一个单一的方程为非正方形复杂的矩阵，如果一个人愿意允许一些冗余的提升所需的实参数从$L^2+2L$到$3L^2+L$。我们称这种参数化为M-rep。M-rep和U-rep都缺乏测量应该是什么样子的物理图像。因此，我们提出了另一个参数化，B-REP，详细说明了如何测量分束器，移相器，和零差检测器。不同的表示之间的关系推导。
2011-02-24 quant-ph
Dynamical Triplet Unravelling: A quantum Monte Carlo algorithm for reversible dynamics
本文介绍了一种量子蒙特卡罗方法来模拟关联多体系统的可逆动力学。我们的方法是基于拉普拉斯变换的时间演化算子，而不是大多数量子蒙特卡罗方法，使得它可以在更长的时间访问的动态。蒙特卡罗轨迹是通过一个分段的随机-确定性可逆演化实现的，其中自由动力学穿插着两个过程的量子跳跃。动力学符号问题通过所谓的自重近似被绕过，该近似在较长时间内稳定多体相。我们通过模拟XXZ模型中的自旋激发传播和量子伊辛链中的动力学约束来对我们的方法进行基准测试，并展示了如何从拉普拉斯表示中提取动力学信息。
2022-06-21 cond-mat.str-el quant-ph
Unravelling Cosmological Perturbations
我们只使用量子力学的标准规则：薛定谔方程和玻恩规则应用于一个子系统，详细解释了量子到经典的过渡的宇宙学扰动。我们表明，有条件的，即内在的，纯态的扰动，是由一个通用的环境的相互作用，变得越来越本地化的领域空间作为一个模式存在的地平线在通货膨胀。随着与环境的有利耦合，扰动的条件态在场空间中变得高度局部化，这是由于时空膨胀了大约exp（-c N）的因子，其中N~50，c是1阶依赖于模型的数。有效的状态迅速成为指定完全由一个点在相空间和一个有效的，经典的，随机过程出现描述的经典朗之万方程。随机过程的统计由描述与环境耦合的扰动的主方程的解来描述。
2018-08-16 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Unravelling Metastable Markovian Open Quantum Systems
本文通过将平均动力学拆解为随机轨迹分析马尔可夫开放量子系统的亚稳态，并借助三态与双量子比特量子重置模型揭示经典及无退相干子空间型亚稳机制。
2024-04-05 cond-mat.stat-mech quant-ph
Generalized Rate Operator Quantum Jumps via Realization-Dependent Transformations
本文在速率算符量子跳跃框架中引入依赖状态的变换，推广随机纯态展开并提升模拟可控性，且证明强非马尔可夫情形下也可获得无反向跳跃、无辅助自由度的正展开。
2024-06-12 quant-ph
Reverse quantum state diffusion from differential geometry
National University of Singapore（新加坡国立大学）
从微分几何角度推导量子态扩散的时间反演，得到适用于任意维数和Lindblad算符的后向随机微分方程，并用于生成新系综，在退极化信道下给出误差界。
2026-10-01 quant-ph
Pathwise Solution of a Class of Stochastic Master Equations
在本文中，我们考虑了一类随机波和标量噪声的主方程，用于在量子光学建模开放系统和连续监测系统的替代制剂。通过应用J.M.C.从经典非线性滤波理论出发的克拉克路径重构技术。随机波和主方程的路径版本被定义为所有的驱动路径，并连续依赖于它们。在白噪声方程的情况下，我们推导出类似的克拉克的强大的近似。本文的结果对于实现量子系统的连续监测和测量反馈控制的滤波器，以及发展解开主方程的新型数值方法可能是有用的。通过一个例子说明了主要思想。
2004-12-15 quant-ph
Unravelling the large deviation statistics of Markovian open quantum systems
我们分析了马尔可夫开放量子系统中量子轨道的动力学大偏差。我们导出了这类系统的{ \em量子能级-2.5大偏差原理}，该原理描述了时间平均量子跃迁率和时间平均量子态的长时间联合涨落.像它的水平2.5对应的经典连续时间马尔可夫链（它包含作为一个特殊情况），这种描述是{ \em明确和完整}，作为统计的任意时间广泛的动态观测可以得到收缩从显式水平2.5率泛函，我们得到。我们的方法使用解开表示的量子动力学，允许这些统计数据通过分析纯态空间中的经典随机过程来获得。对于量子重置过程中，我们发现，解开的动力学是半马尔可夫，并推导出的量子跳跃的数量概括经典的热力学不确定性关系的渐近方差的界限。最后，我们讨论了我们的2.5级方法可以用来研究大偏差的非线性函数的状态，如纠缠的措施。
2018-11-12 cond-mat.stat-mech quant-ph
Stochastic wave function method for non-Markovian quantum master equations
将随机波函数方法推广到非Lindblad形式的量子主方程。建议的随机解开是基于一个双希尔伯特空间中的简化系统的描述，它示出，这种方法是能够模拟量子主方程的负跃迁率。非马尔可夫效应的减少系统动力学可以在这种方法内处理采用时间卷积投影算子技术。这种分析在耦合强度上产生了系统的扰动扩展。讨论了阻尼Jaynes-Cummings模型和二能级系统自发衰减到光子带隙等几个例子。功率以及该方法的局限性进行了论证。
1999-06-07 quant-ph
Stochastic wave function approach to generalized master equations
随机波函数方法的推广，它允许解开任意线性量子主方程，不一定在Lindblad形式，此外，明确的记忆效应的治疗，采用时间卷积投影算子技术。这种构造的关键是在双Hilbert空间中对开放系统的描述，它已成功地用于计算多时间关联函数。
1998-07-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
The pointer basis and the feedback stabilization of quantum systems
一个开放量子系统的动力学可以以无限多种方式“解开”，这取决于如何监测环境，产生不同种类的条件状态，随机演化。在理想监控的情况下，这些状态是纯的，并且给定监控的状态集合形成系统的基础（通常是过完备的）。其他地方也有争论[D]。Atkins等人，欧罗巴Lett. 69，163（2005）]，Zurek和Paz [Phys.Rev.Lett 70，1187（1993）]引入的“指针基”应该与解散诱导基相一致，解散诱导基最慢。在这里，我们显示了这个概念的指针基础的量子系统的状态稳定的问题的适用性。特别是，我们证明了，对于线性高斯量子系统，如果反馈控制被假定为是强的指针基的消相干相比，那么系统可以稳定在一个指针基状态的保真度接近一（不保真度与控制强度成反比）。此外，如果反馈的目的是最大化无条件系统状态与作为其条件状态之一的纯状态的保真度，则以这种方式稳定系统的最佳解开是诱导条件状态的指针基的解开。我们用一个模型系统：量子布朗运动来说明这些结果。我们表明，即使反馈控制强度是可比的退相干，最佳解开仍然诱导一个基础非常接近的指针的基础。然而，如果反馈控制与退相干相比较弱，则情况并非如此。
2014-11-19 quant-ph
General Non-Markovian structure of Gaussian Master and Stochastic Schrödinger Equations
一般的开放量子系统具有记忆特性，其主方程是非马尔可夫的。我们表明，高斯非马尔可夫开放系统动力学的子类是易于处理的深度类似的马尔可夫类。主方程的结构是Lindblad结构的一个明显的推广。我们发现并参数化一类随机薛定谔方程，解开一个给定的主方程，这样的类是以前已知的马尔可夫系统。我们表明，在文献中已知的特定的非马尔可夫解是我们班的特殊情况。
2014-08-06 math-ph math.MP quant-ph
Calculating strongly correlated ground states from the non-Markovian dissipative dynamics of Gaussian fermions
Università di Catania（卡塔尼亚大学）
该研究介绍相互作用费米子哈密顿量基态与纯耗散开放量子系统非平衡稳态的映射，通过第三次量子化将费米 - 哈伯德哈密顿量映射到作用于马约拉纳费米子的林德布拉德跃迁算符，虽单个轨迹可高效模拟，但总体计算成本仍高，需进一步研究非马尔可夫解开效率。
2026-10-16 cond-mat.str-el quant-ph
Quantum-jump vs stochastic Schrödinger dynamics for Gaussian states with quadratic Hamiltonians and linear Lindbladians
由林德布拉德方程描述的开放量子系统的高斯态动力学可以解析地求解具有二次Hamilton量和线性林德布拉德量的系统，表现出常见的耗散和退相干现象。众所周知，Lindblad动力学可以表示为随机纯态动力学上的系综平均，其可以被解释为单独的实验实现，其中随机动力学的形式取决于测量设置。在这里，我们考虑初始高斯态的量子跳跃和随机薛定谔动力学。虽然这两个解缠收敛到相同的Lindblad动力学平均时，个别的动态可以有质的不同。对于随机薛定谔方程，高斯态在演化过程中保持高斯态，随机微分方程控制相空间中心的演化和协方差矩阵的确定性演化。与此相反，由量子跳跃演化产生的单个纯态动力学一般不保持高斯性。应用Hagedorn波包的非厄米上下文中开发的结果，我们制定了一种方法来生成量子跳跃轨迹，完全描述在一个潜在的高斯状态的演变。为了说明的行为不同的unravellings相比，Lindblad动力学，我们考虑两个例子中的细节，这在很大程度上可以处理分析，谐振子受位置测量和阻尼谐振子。在这两种情况下，我们强调的差异，以及随机薛定谔和量子跳跃动力学的相似之处。
2022-10-27 math-ph math.MP physics.comp-ph
Entanglement-Optimal Trajectories of Many-Body Quantum Markov Processes
我们开发了一种新的方法，旨在解决开放的量子多体系统的运动方程。它是基于广义波函数轨迹和矩阵乘积状态的组合。我们引入了一个自适应量子随机传播子，它使多体量子态中的期望纠缠最小化，从而使每个轨迹的矩阵乘积态表示的计算代价最小化.我们说明了这种方法的一个一维开放的布朗电路的例子。我们表明，当在不同传播子之间变化时，该模型显示面积定律和体积定律之间的纠缠相变，并且我们的方法自主找到了有效表示的面积定律解开。
2022-05-16 quant-ph
Towards Quantum Superpositions of a Mirror: an Exact Open Systems Analysis - Calculational Details
我们给出了详细的计算分析马歇尔，西蒙，彭罗斯，和Bouwmeester在不同的随机模型状态向量崩溃的镜像叠加实验。本文给出了两种精确计算这些模型中条纹可见度的方法，一种是直接从密度矩阵的期望值的运动方程出发，另一种是从求解该方程的线性随机解出发。文中还详细介绍了CSL模型密度矩阵方程的小位移泰勒展开式所隐含的随机性参数的计算。这两个结果的影响进行了简要讨论。两个教学附录审查所需的计算数学仪器。
2004-12-22 hep-ph quant-ph
Reproducing Kernel Hilbert Space Approach to Non-Markovian Quantum Stochastic Models
本研究利用再生核希尔伯特空间方法，从玻色浴耦合系统模型推导非马尔可夫量子态扩散方程，验证其与Diósi-Strunz方程等价，给出二能级系统约化动力学精确解并证明复轨迹不可观测。
2024-07-09 quant-ph
Dissipative and stochastic geometric phase of a qubit within a canonical Langevin framework
耗散和随机效应的量子比特的几何相位考虑使用相应的开放系统动力学的几何描述内的一个典型的Langevin框架的基础上的Caldeira-Leggett像哈密顿量。通过扩展的霍普夫纤维化$S^{3}\to S^{2}$，包括这样的影响，得到的确切的几何相位的耗散量子比特，而数值计算是用来包括有限的温度效应。
2012-11-22 quant-ph
Geometric quantum gates robust against stochastic control errors
我们分析了一个量子计算的方案，其中量子门可以从标准的动态门到纯几何门连续变化。这些门是通过控制一组受不必要的随机波动的参数来制定的。这种噪声导致偏离理想情况，可以通过门保真度来量化。我们发现，这种保真度的最大值对应于量子门与消失的动力学相位。
2004-07-22 quant-ph
Fixed Point Quantum Monte Carlo
提出了一种研究多体量子物理平衡性质的新方法。我们的方法的灵感来自密度矩阵量子蒙特卡罗，并结合了新的关键功能。首先，动力学转移到拉普拉斯表示，其中可以使用模拟步骤导出和求解精确方程，该模拟步骤与大多数Monte Carlo方法不同，不是先验物理界。此外，产卵事件是根据量子主方程的两过程随机解来制定的，这种形式在处理密度矩阵时特别有用。最后，这是一个相互作用的图片，其中的自由部分是准确的积分和收敛速度可以大大提高，如果相互作用参数是小的。我们基准我们的方法应用于两个案例研究在凝聚态物理，显示其准确性，并进一步讨论其效率。
2022-01-04 quant-ph
Permutation-symmetric quantum trajectories
SUPA, School of Physics and Astronomy, University of St Andrews（圣安德鲁斯大学物理与天文学学院）
该研究提出一种在弱对称条件下解析量子轨迹的方法，通过减少计算复杂度提升系统规模模拟能力，适用于双能级和多能级系统。
2026-07-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Geometric Quantization, Coherent States and Stochastic Measurements
从量子力学的Davies和Lewis方法的观点考虑几何量子化问题。测量设备的影响占在经典和量子的情况下，它示出的测量条件定义的类型的量化（外尔，正常，反正常等）。从广义相干态系统出发，利用投影方法得到了量子态和量子算符。
2004-08-14 quant-ph
Martingale Models for Quantum State Reduction
量子态约化的随机模型产生的统计规律在大多数方面与量子测量理论的统计规律一致。在这里，我们详细研究了这两个理论的对应关系，系统地利用鞅论的方法。进行分析以确定在减少过程中可观察对象的期望所经历的波动的幅度，并为所发生的最大波动的系综平均值建立上限。我们认为Lüders的一般投影假设适用于可能退化的本征值谱的情况，并严格地从纯初始状态和混合初始状态下的状态约简的基本随机动力学推导出这一结果。我们还分析了相关的林德布拉德方程的密度矩阵的演变，并获得了一个精确的时间依赖的解决方案，明确展示了从一般的初始密度矩阵的Lüders密度矩阵的过渡状态减少。最后，我们应用Girsanov定理推导出一组简单的公式的动力学状态的一个家庭的几何布朗运动，从而构建一个明确的解开的林德布拉德方程。
2001-07-30 quant-ph
First Passage Times for Continuous Quantum Measurement Currents
本文提出基于电荷分辨主方程和吸收边界条件的高效解析方法，用于计算连续测量量子系统中测量电流的首通时间，并展示了其在量子跳跃动力学不确定性关系紧致性研究及量子比特Rabi脉冲阈值探测优化中的应用。
2024-08-07 quant-ph
Quantum, Stochastic, and Classical Dynamics Within A Single Geometric Framework
本文提出一个统一几何框架，通过Ghose插值方程的随机σ-λ层级，证明经典力学的KvN表述自然作为λ→1极限出现，从而将量子、随机与经典动力学联结于单一连续框架内。
2025-10-31 quant-ph
Stochastic quantum trajectories demonstrate the Quantum Zeno Effect in open spin 1/2, spin 1 and spin 3/2 systems
本文通过随机量子轨迹方法研究开放自旋1/2、1和3/2系统在连续测量下的量子芝诺效应，揭示测量强度如何改变拉比振荡路径并增强系统在本征态附近的停留。
2024-02-15 cond-mat.stat-mech quant-ph
Geometric Foundations of Stochastic and Quantum Dynamics
New Vision University（新视野大学）
本文通过几何方法统一了随机和量子动力学，揭示了熵产生与曲率变形的关系，以及几何框架下热力学不可逆性与量子跃迁幅的统一。
2026-03-30 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Berry's Phase in the Presence of a Stochastically Evolving Environment: A Geometric Mechanism for Energy-Level Broadening
一般的Berry相的情况下，其中一个两级系统耦合到第二个系统的动力学坐标是缓慢变化的广义允许随机演化的缓慢系统。随机行为是通过将慢系统耦合到热resevoir而产生的，热resevoir由最初在温度T下处于平衡的谐振子浴来建模，并且其谱密度具有与快系统的能级间隔相比小的带宽。在快系统中由Berry相产生的众所周知的能级位移，与慢系统的随机运动相结合，导致快系统能级的加宽。在强阻尼和足够低的温度的限制下，我们确定的程度的水平加宽解析，并表明，缓慢的系统动力学满足朗之万方程中的洛伦兹和类电的力量出现作为一个后果的几何效应。我们还确定了这种机制在快速系统中产生的平均能级位移。
1998-03-12 cond-mat hep-th quant-ph
