Optimizing stochastic trajectories in exact quantum jump approaches of interacting systems
首先介绍了量子跳跃方法，即状态向量对遵循随机薛定谔方程（SSE）来处理两个相互作用系统的精确量子动力学。在这项工作中，这种随机薛定谔方程的非唯一性进行了研究，提出策略，以优化随机路径，减少统计波动。在所提出的方法，称为“自适应噪声方法”，一个特定的SSE获得的噪声显式地依赖于初始状态和相互作用的哈密顿量的属性。它还表明，这种方法可以进一步改进，通过引入平均场动力学。不同的优化程序的情况下，相互作用的自旋定量说明。一个显着减少的统计波动。因此，与没有优化的SSE相比，需要更少数量的轨迹来准确地再现精确的动力学。
2005-05-18 quant-ph
Jumptime unraveling of Markovian open quantum systems
我们引入跳跃时间解开作为开放量子系统的一个独特的描述。作为我们的出发点，我们考虑量子跳跃轨迹，它出现，物理上，从连续的量子测量，或，正式地，从解开马尔可夫量子主方程。如果随机演化的量子轨迹在特定时间被整体平均，则所得到的量子态是相关联的量子主方程的解。我们证明了量子轨迹也可以在特定的跳跃计数的合奏平均。然后，所得到的跳跃时间平均的量子态是离散的、确定性演化方程的解，其中时间由跳跃计数代替。这种跳跃时间演化代表了一个保迹量子动力学映射，当且仅当相关的开放系统不呈现暗态。另一方面，在暗态的存在下，跳跃时间平均态可能衰减到暗态，并且跳跃时间演化可能最终终止。当检测到量子跳跃并用于触发读出测量时，跳跃时间平均的量子态和相关联的跳跃时间演化在连续测量方案中是可操作地访问的。我们说明了跳跃时间的演变与两个级别的系统进行放松或退相，阻尼谐振子，和一个自由粒子暴露于碰撞退相干的例子。
2022-01-09 quant-ph
Detected jump-error correcting quantum codes, quantum error designs and quantum computation
最近引入的检测跳跃校正量子码能够稳定量子比特系统，对抗由与统计独立的库耦合引起的自发衰变过程。这些嵌入的量子码利用了关于哪个量子比特自发发射的经典信息，并且对应于嵌入在被动纠错码中的主动纠错码。构造了一族单检测跳纠错量子码，讨论了单检测跳纠错量子码的最佳冗余度、编码和恢复以及一般性质.利用设计理论可以构造出多跳纠错量子码。通过模拟量子存储器和Grover算法，数值研究了非理想条件下单跳纠错量子码的性能。
2002-08-22 quant-ph
Suppressing decoherence of quantum algorithms by jump codes
在实际非理想条件下，研究了跳变码的稳定性。为此目的，帐篷映射的量子算法被分解成一个通用的一组哈密顿量子门，确保完美的校正自发衰变过程在理想的情况下，即使它们发生在门操作。本文提出了一种纠缠门，它能使任意两个不同纠错码空间的逻辑量子比特纠缠在一起。在此门的帮助下，影响不同码空间的物理量子比特的同时自发衰变过程可以被校正，并且退相干可以被显著抑制。
2005-06-05 quant-ph
Entropy production along nonequilibrium quantum jump trajectories
对于经典非平衡系统，将总熵产生分解为绝热和非绝热贡献有助于理解非平衡热力学中的不可逆性。在这篇文章中，我们制定了量子模拟驱动开放量子系统描述的量子跳跃轨迹应用量子随机热力学。我们的主要结论是基于局部细致平衡条件的量子公式。
2013-08-05 cond-mat.stat-mech quant-ph
Thermodynamics of quantum-jump trajectories of open quantum systems subject to stochastic resetting
我们考虑马尔可夫开放量子系统服从随机重置，这意味着耗散时间演化在随机分布的时间被重置到初始状态。我们表明，随后的动力学是非马尔可夫的，并有一个广义的林德布拉德方程的形式。有趣的是，量子跳跃的统计可以精确地推导出来。这是通过将量子跳跃轨道的热力学技术与重置动力学的更新结构相结合来实现的。我们考虑作为我们的分析的一个应用程序的驱动两电平和间歇三电平系统。我们的研究结果表明，随机重置可以利用作为一种工具来定制的量子跳跃轨迹和开放量子系统的动力学相位的统计。
2022-10-04 cond-mat.stat-mech quant-ph
Collisional-model quantum trajectories for entangled qubit environments
我们研究了量子系统与纠缠量子比特流相互作用的动力学。在相当一般的条件下，我们提出了一个详细的框架，描述了系统的条件动力学映射，称为量子轨迹，当量子比特测量。根据测量基础，这些量子轨迹可以是跳跃型或扩散型，并且它们可以表现出量子光学和单量子比特轨迹不存在的特征。作为一个例子，我们考虑的情况下，两个远程原子，跳跃型量子轨迹预示着纠缠的诞生和死亡。
2022-02-27 quant-ph
Stabilising entanglement by quantum jump-based feedback
我们表明，基于量子跳跃检测的直接反馈可以用来产生纠缠稳态。我们提出了一种策略，是不敏感的检测效率低下和鲁棒性对错误的控制哈密顿。这种反馈过程也被证明是克服自发发射的影响，通过稳定状态与高度的纠缠。
2007-05-24 quant-ph
How to design quantum-jump trajectories via distinct master equation representations
每一个开放系统动力学都可以与无限多的随机图像相关联，称为unravelings，从概念和实践的角度来看，这在几种情况下都被证明是非常有用的。在这里，专注于量子跳跃解开，我们证明了存在固有的自由，在如何分配的基本主方程的随机描述的确定性和跳跃部分，这导致了一些定性不同的解开的条款。作为相关的例子，我们表明，一个固定的基础后跳状态可以选择在某些特定的条件下，或确定性的演化可以设置由一个选定的时间无关的非厄米哈密顿量，即使在存在外部驱动。我们的方法依赖于速率算子的定义，其正性为每个解都配备了一个连续测量方案，并且与一个长期已知但迄今为止尚未广泛使用的属性有关，用于对量子动力学进行分类，称为耗散性。从形式化的数学概念出发，我们的结果使我们对开放量子系统动力学有了基本的了解，并丰富了它们的数值模拟。
2022-10-09 quant-ph
Quantum jump simulation in three-level systems using photonic Gaussian modes
多能级量子系统由于其内部能级之间的量子跃迁或自发衰变而失去相干性。本文提出了一种利用三模光子系统模拟量子跃迁下的三能级系统的方法。我们模拟了三能级原子系统中三种不同的自发衰变动力学：级联衰变、$Λ$衰变和$V$衰变。利用光子级的衰减光相干源，制备了编码在高斯模平行光路中的光子量子态。通过研究空间光调制器中的周期性相位调制，利用Kraus算符分解实现了相应的量子跃迁动力学映射。利用增强型电荷耦合器件（ICCD）相机进行图像测量，我们获得了初始状态密度矩阵的对角元素。通过测量演化态的像和干涉图样，我们从实验上验证了三能级系统中三能级衰变组态的量子跃迁引起的布居数变化和退相干效应。
2020-06-11 quant-ph
Non-Markovian Quantum Jump Method for Driven-Dissipative Two-Level Systems
本文提出了一种改进的非马尔可夫量子跃迁方法，用于高效研究驱动耗散双态系统的动态行为，通过减少计算资源消耗并观察到相干与纠缠的复兴效应。
2025-12-16 quant-ph
Hybrid-Liouvillian formalism connecting exceptional points of non-Hermitian Hamiltonians and Liouvillians via postselection of quantum trajectories
例外点（EP）是经典和量子开放系统的简并，在许多物理学领域包括光学，光电子学，等离子体和凝聚态物理中进行了研究。在半经典体系中，开放系统可以用唯象的有效非厄米哈密顿量（NHH）来描述，这些哈密顿量用虚场来描述增益和损耗的影响。表征这种哈密顿量（HEP）的谱的EP描述了没有量子跳跃的系统的时间演化。众所周知，描述更一般动力学的完整量子处理必须关键地考虑这种量子跳跃。在最近的一篇论文[F。Minganti $et$ $al.$，Phys. Rev. A $\mathbf{100}$，$062131$（$2019$）]，我们将EP的概念推广到Lindblad主方程描述的Liouvillian超算子的谱.有趣的是，我们发现，在经典到量子对应存在的情况下，两种类型的动力学可以产生不同的EP。在最近的一项实验工作中[M. Naghiloo $et$ $al.$，Nat. Phys. $\mathbf{15}$，$1232$（$2019$）]，表明可以通过在某些量子跳跃轨迹上进行后选择来设计量子极限中的非厄米哈密顿量。这就提出了一个有趣的问题，即关于哈密顿和林德布拉德EP与量子轨道之间的关系。我们通过引入一个混合Liouvillian超算子来讨论这些连接，该超算子能够描述从NHH（当一个人只选择那些没有量子跳跃的轨迹时）到一个真正的Liouvillian（包括量子跳跃）（没有后选择）的通道。除了…
2020-06-25 quant-ph
Thermodynamics of quantum jump trajectories in systems driven by classical fluctuations
大偏差方法可以用来研究开放量子系统的测量轨迹。对于光学布置，该形式允许在（平衡）热力学方法的上下文中描述（非平衡）光子计数统计的长时间性质，所述（平衡）热力学方法根据轨迹空间中的动力学相和它们之间的转变来定义[J.P. Garrahan和I. Lesanovsky，Phys. Rev. Lett. 104，160601（2010）]。在本文中，我们研究的热力学方法耦合到复杂的水库，诱导其动力学参数的随机波动的荧光系统。在快速调制极限下，热力学对应于马尔可夫二能级系统的热力学。在慢调制极限中，热力学性质等同于在无限尺寸极限中以一阶跃迁为特征的有限系统的热力学性质。动力学相对应于不同的强度制度，而系统的大小是由浴波动的过渡率测量。热力学势的一阶和二阶导数随无量纲强度变量的变化分别出现突变和窄峰。它们的标度特性与相关广泛变量的双高斯概率分布一致。
2010-12-03 quant-ph
Continuous measurements, quantum trajectories, and decoherent histories
在马尔可夫极限下，用Lindblad形式的主方程描述量子开放系统。我认为，常见的“量子相干”技术对应于连续测量方案，解决主方程解开其演变成随机轨迹在希尔伯特空间，密切对应于特定的一组退相干（或一致）的历史。这可以用一个简单的光子计数模型来说明。这些模型之间的标准量子跳跃和Diósi的正交跳跃，这已经被证明是对应于退相干的历史。这种对应关系相比，简单的治疗的轨迹的基础上重复或连续的测量。
1999-07-27 quant-ph
Coarse-grained hidden entropy production in partially inaccessible quantum jump trajectories
我们考虑一个开放量子系统，其中只有一个子集的所有可能的过渡是可访问的，而其余的是隐藏的直接观察。使用修改后的量子跳跃轨迹的概念，我们引入了粗粒度的隐藏熵，它量化的熵产生的隐藏子系统的条件下，我们的观察的可见部分。可见的和粗粒度的隐藏熵的总和组成的熵产生满足积分涨落定理。根据相互作用的子系统之间连续发生的测量和反馈过程的性质，可见熵可以取负值，在这种情况下，隐藏系统充当麦克斯韦恶魔。我们的结果使我们能够研究自治系统中的量子力学效应，例如我们作为一个说明性的例子介绍的自治量子麦克斯韦恶魔。
2016-09-27 cond-mat.stat-mech quant-ph
Completely Positive Quantum Trajectories with Applications to Quantum State Smoothing
在这里，我们关注的是比较连续测量（量子轨迹）下的量子态的估计方案，即量子态滤波和我们介绍的[Phys. Rev. Lett. 115，180407（2015）]，量子态平滑。不幸的是，在最典型的模拟量子轨迹与模拟的总时间$T$的累积误差可以达到$T Δt$的订单。此外，这些误差可能对应于偏离完全正映射所描述的有效量子演化。在这里，我们介绍了一种高阶方法，减少了累积误差的完全积极性的演变顺序$TΔt^2$，无论是线性（非归一化）或非线性（归一化）的量子轨迹。我们的方法还保证了不同的检测方法（不同的“解开”，如量子跳跃或量子扩散）之间的平均演化的差异同样很小。这种等价性对于比较量子态滤波和量子态平滑是必不可少的，因为后者假设所有不可逆的演化都是解开的，尽管估计器只直接知道一些记录。特别是，在这里，我们比较，第一次，滤波和平滑之间的平均差异的条件下的事件，估计缺乏直接的知识：在一定的时间窗口内的光子检测。我们发现，平滑状态实际上是{ \em不纯}，在跳跃之前和之后的时间。类似地，平滑状态与“真”（最大知识）状态的保真度也低于跳跃前的滤波状态的保真度。然而，在跳跃之后，平滑状态的保真度更高。
2020-08-11 quant-ph
Revealing higher-order light and matter energy exchanges using quantum trajectories in ultrastrong coupling
开放量子系统的动力学通常使用主方程来建模，主方程描述实验的预期结果（即，相同动态的许多实现的平均值）。相反，量子轨迹模拟了理想的单一实验的结果--完美探测器的"点击“，例如，自发发射。量子跳跃是与随机事件相关的，它表征了开放量子系统波函数的突然变化，正确描述量子跳跃是定义量子轨迹的关键。在这篇文章中，我们通过适当地定义跃迁算符，将量子轨道的形式主义推广到光与物质之间具有超强耦合（USC）的开放量子系统。在这样的系统中，奇异的高阶量子态和能量转移可以在不保持系统中激发总数的情况下发生。这种USC系统的发射场具有这些高阶过程的签名，并且在较低的耦合强度下与类似过程显著不同。值得注意的是，发射统计必须在单个量子轨道水平上进行，因为这些过程的特征被主方程的“平均”所洗掉。我们分析了所选择的解开的影响（即，如何收集系统的输出场）的量子轨迹，并表明这些影响的高阶USC过程可以揭示在实验中通过构建直方图检测到的量子跳跃。我们通过分析单个光子对两个原子的激发来说明这些想法~[Garziano等人，117，043601（2016）]。例如，量子轨迹显示，跟踪原子的量子跳跃可以重建一个光子和两个原子之间的振荡，以及两个原子之间出现的拉比振荡。
2021-07-19 quant-ph
Phase Transitions in Trajectories of a Superconducting Single-Electron Transistor Coupled to a Resonator
最近的进展，在动力学相变的研究已经取得了大偏差的方法来研究随机跳跃的轨迹，使用热力学形式主义。我们研究了一个开放量子系统的超导单电子晶体管，附近的约瑟夫森准粒子共振，耦合到一个谐振器。我们发现，罕见的轨迹中所示的动力学行为可以是丰富的，即使当平均动力学活动是小的，从而形式主义提供了洞察波动的形式。从量子跳跃轨迹的谐振器的动力学相图的结构进行了研究，我们看到，在动态活动的急剧转变可能与双稳态的谐振器的状态，作为系统参数的变化的外观和消失。我们还证明了，对于一个快速谐振腔，准粒子的轨迹是类似的谐振腔轨迹。
2012-05-30 quant-ph
Emergence of jumps in quantum trajectories via homogeneization
本文研究强噪声下量子轨迹的三时间尺度齐次化，先建立独立的极限半群结果，再证明其在 Meyer-Zheng 拓扑下弱收敛为纯跳 Markov 过程，而在 Skorokhod 拓扑下不收敛。
2021-10-25 math-ph math.MP math.PR
Taking snapshots of a quantum thermalization process: emergent classicality in quantum jump trajectories
我们从理论上研究了经典统计物理在有限量子系统中的出现，该系统要么是完全孤立的，要么是经过量子测量过程的。我们通过一个随机矩阵理论的方法来不可积量子系统的一组宏观观测的测量结果在时间上像随机变量，其方差满足著名的爱因斯坦关系布朗扩散的演变。我们的结果显示了如何将本征态热化的框架扩展到对封闭量子系统的量子测量性质的预测。我们用数值方法证明了随机矩阵方法在量子链模型中的有效性。
2020-10-21 cond-mat.stat-mech quant-ph
Gillespie algorithm for quantum jump trajectories
受经典Gillespie算法启发，本研究提出一种量子跳跃轨迹模拟新方法，适用于小系统多轨迹场景，支持非保纯度动力学，提供多语言公开实现。
2024-12-13 cond-mat.stat-mech quant-ph
Characterization of dynamical phase transitions in quantum jump trajectories beyond the properties of the stationary state
我们描述了如何从纯动力学的角度，即通过量子跳跃轨迹的统计行为来表征开放量子系统中的动力学相变。这种方法超越了只考虑稳态的性质。虽然在小量子系统中，动力学跃迁只能在控制参数的极限值下发生，但在多体系统中，它们作为集体现象出现，从这个角度来看，它们让人想起热力学相变。我们说明了这一点，在开放的模型越来越复杂：一个三能级系统，量子伊辛模型的耗散版本，和微脉泽。在这些例子中，动态转变伴随着静态行为的明显变化。然而，情况并非总是如此，一般来说，动态相位行为需要通过严格动态的可观测量来揭示，例如动态计数场。我们通过一类耗散量子玻璃模型的例子来证明这一点，尽管具有相同的（和平凡的）定态，其动力学可以变化很大。
2012-11-08 cond-mat.stat-mech quant-ph
Notes on oldest jump unravelling of spatial decoherence master equation
具有空间退相干的自由粒子量子主方程的解可以通过多种方式被解成随机量子轨道。第一个例子发表于1985年，提出了波函数的分段确定性跳跃过程。虽然替代解，特别是扩散的解，被证明是易于处理的分析，跳跃过程1985年，也称为orthojump，允许很少的分析结果，它需要数值方法以及。在这里，我们证明，类似于扩散解，它是局域化的量子态。
2017-05-14 quant-ph
Stabilization of quantum information by combined dynamical decoupling and detected-jump error correction
随机解耦的两种可能的应用进行了讨论。到目前为止，解耦方法只被认为是量子存储器，在这里，它表明，随机解耦也是一个方便的工具，稳定量子算法。此外，提出了一个解耦方案，其中包括一个随机解耦方法兼容的检测跳跃纠错量子码。利用这种组合的纠错策略，可以以有效的方式稳定量子信息以抵抗基于量子位的量子信息处理器的自发衰变和静态缺陷。
2007-12-10 quant-ph
Catching and reversing quantum jumps and thermodynamics of quantum trajectories
最近Minev et. al [arXiv：1803.00545]证明，在具有强间歇动力学的耗散（人工）3能级原子中，可以“捕获并逆转”“飞行中”的量子跳跃：通过在没有跳跃的固定时间后有条件地应用幺正微扰，防止系统被搁置在暗态中，从而从动力学中消除不稳定性。在这里，我们提供了一个解释这种现象的动力学大偏差形式主义的开放量子动力学。在这种方法中，不稳定性被视为一阶共存的活跃和不活跃的动力学阶段。因此，暗期就像活跃相中不活跃相的时空气泡。在这里，我们考虑通过（单-如在实验中-或多个）应用程序的一个单一的控制脉冲在无跳跃期间的受控动态。通过考虑大偏差统计的排放量，我们表明，适当的选择的控制允许稳定所需的动力学阶段，并删除不稳定性。在热力学类比中，控制的效果是刺破气泡，从而防止表现相共存的波动。我们在更广泛的背景下讨论类似的受控动态。
2018-08-02 cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum jump statistics with a shifted jump operator in a chiral waveguide
共振荧光是由经典振荡场驱动的原子的光发射组成的，它产生亚泊松光子计数统计。这发生在仅检测到发射光时，这对应于根据描述自发衰变的正则跳跃算子解开的主方程（ME）。形式上，另一种ME解开是可能的移位跳跃算子。我们表明，这种移动可以导致亚泊松，泊松或超泊松量子跳跃统计。这表明在曼德尔Q参数的限制，长的计数时间，这是通过大偏差理论计算。我们提出了一个波导QED设置，包括一个手征波导耦合到一个驱动的原子，光子计数所考虑的一类转移跳跃算子。
2020-01-29 quant-ph
Studying rare nonadiabatic dynamics with transition path sampling quantum jump trajectories
提出了一种利用跃迁路径采样和量子跳跃轨迹研究开放量子系统中罕见的非绝热动力学的方法。与过渡路径采样的经典动力学的应用程序，该方法不依赖于过渡态或反应途径的先验知识，因此可以提供机械的洞察超快弛豫过程除了其相关的速率。特别是，我们制定了一个量子路径系综使用解开量子主方程的随机实现，这导致在轨迹，可以在特定的量子态的开始和结束的条件。由于动力学严格遵守细致平衡，速率常数可以从可逆功计算在这个条件合奏，允许分支比和产量计算在一个公正的方式。我们用三个例子说明了这种方法的实用性：在供体-桥-受体模型中的能量转移，以及光诱导质子耦合电子转移和热激活电子转移的模型。这些例子证明了路径系综方法的有效性，并为它们在复杂反应量子动力学研究中的应用铺平了道路。
2018-09-10 cond-mat.stat-mech physics.chem-ph quant-ph
Quantum jump trajectories, hybrid systems, non-Hermitian evolutions, quantum/classical walks
Istituto Nazionale di Alta Matematica (INDAM-GNAMPA)（意大利高等数学研究所）；Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), Sezione di Milano（意大利国家核物理研究所米兰分部）
本文提出了一种通用方法来构建量子跃迁轨迹的随机主方程，并讨论了其与量子/经典混合系统及量子滤波理论的关系，通过引入典型轨迹的概念，递归构建非线性随机主方程的解，并利用排除概率密度描述跳跃相关的概率。
2026-05-02 math-ph math.MP quant-ph
Nonadiabatic transition paths from quantum jump trajectories
我们提出了一种方法来研究罕见的反应途径在开放量子系统使用过渡路径理论和合奏的量子跳跃轨迹。这种方法允许阐明反应路径耗散，非绝热动力学时，系统是嵌入在马尔可夫环境。我们详细的热激活过程的主导途径和速率，以及放松的途径和光产额以下的垂直激发在一个极小模型的圆锥形交叉。我们发现，圆锥形交叉的几何形状影响的过渡态的电子字符，定义通过一个广义的提交函数的一个热势垒交叉事件。类似地，几何形状改变了垂直激发后的弛豫机制。在模型中，由小的非绝热耦合引起的弛豫通过纯退相主导的路径进行，而具有大的非绝热耦合的弛豫通过耗散限制的路径进行。这里介绍的观点为开放量子系统的非绝热动力学的反应路径，从根本上量子力学过程的经典概念。
2022-08-03 cond-mat.stat-mech physics.chem-ph quant-ph
Correcting the effects of spontaneous emission on cold trapped ions
我们提出了两个量子纠错方案，增加了最大的存储时间的量子比特在一个系统的冷囚禁离子，使用最少数量的辅助量子比特。这两种方案都只考虑了由于离子上能级的自发发射引起的退相干所引入的误差。离子荧光的连续监测与选择性相干反馈结合使用，以消除紧接在自发发射事件之后的这些误差，并且通过使量子码字对称化来去除量子跳跃之间的条件时间演化。
1997-05-19 quant-ph
Universal Sets of Quantum Gates for Detected Jump-Error Correcting Quantum Codes
针对最近发展起来的跳纠错量子码，构造了一组通用的量子门。这些量子代码能够纠正由可区分的量子比特自发衰变到统计独立的库中所产生的错误。建议的通用量子门的帮助下构造的海森堡和伊辛型哈密顿作用于这些物理量子比特。这样就保证了即使在应用这些量子门之一时，相关的纠错码空间在任何时候都不会被留下。所提出的纠缠门特别适合于可扩展的量子处理单元，其基本寄存器基于四量子比特系统。
2002-08-30 quant-ph
Quantum Noise, Bits and Jumps: Uncertainties, Decoherence, Trajectories and Filtering
结果表明，100年前以量子热噪声和量子自发跃迁统计形式出现的“老”量子力学的许多耗散现象，用75年前海森堡和薛定谔发现的“新”保守量子力学是无法解释的。这导致了许多量子悖论，在本文中重新考虑。由冯·诺依曼发起的量子测量理论的发展，表明了通过将动力学生成元的代数与实际可观测量的代数分离来解决这一解释危机的可能性。它表明，在这种方法中，量子因果关系可以恢复的形式，超选择规则的兼容性，过去的观测与潜在的未来。这个规则，连同确保历史一致性的测量的自相容性，被称为非破坏性原则。应用这种因果关系条件的形式的动态交换关系导致推导出广义冯诺依曼减少，usharp，瞬时，自发，甚至连续的时间。这给出了一个量子概率解，以动力学滤波方程的形式，解决了从薛定谔和玻尔开始的许多著名物理学家都没有成功解决的臭名昭著的测量问题。最简单的马尔可夫量子随机模型的连续时间测量涉及的边界值问题，在第二次量子化的输入“提供”波在一个额外的维度，和减少的代数的“实际”可观的阿贝尔子代数的输出波。
2005-12-22 quant-ph
Equivalence of matrix product ensembles of trajectories in open quantum systems
热力学系综的等效性是统计力学的核心，也是我们理解物质平衡态的核心。最近的研究表明，开放量子系统的动力学与额外维中的统计力学之间存在形式上的联系。这是通过以下事实建立的：开放系统动力学生成矩阵积状态（MPS），该状态编码所有可能的量子跳跃轨迹的集合，并允许按照热力学配分函数的精神构造生成函数。在连续时间马尔可夫演化的情况下，例如由Lindblad主方程生成的情况，对应的MPS是所谓的连续MPS，其编码在某个固定的总观察时间终止的连续测量记录的集合。在这里，我们表明，如果一个人，而不是终止轨迹后，一个固定的总数量的量子跳跃，例如发射事件到环境中，相关的MPS是离散的。这建立了一个有趣的类比：连续和离散的MPS对应于不同的量子轨迹集合，一个以总时间为特征，另一个以量子跳跃的总数为特征。因此，它们产生了不同热力学合奏的量子版本，类似于“大正则”和“等压”，但对于轨迹。在这里，我们证明了这些轨迹合奏是等价的，在一个适当的限制长时间或大量的跳跃。这与平衡态统计力学直接类似，其中系综之间的等价性仅在热力学极限中严格建立。一个内在的量子特性是等价性只对所有与量子跳跃次数对易的可观测量成立。
2015-03-19 cond-mat.stat-mech quant-ph
Photon emission without quantum jumps
University of Leeds（利兹大学）
本文提出通过局部哈密顿量求解薛定谔方程来描述无量子跃迁的光子发射，替代传统量子跃迁模型，适用于远场干涉效应的量子光学系统。
2026-01-08 quant-ph
Could Spontaneous Transitions be Spontaneous?
它被认为是重新制定量子理论，因为它出现：一个理论的连续和因果的时间演化，中断不连续和随机跳跃。发展（失踪）跳跃理论的一个唯象的方法建议。依赖于一个全球性的减少过程中，一个假设被引入假定描述自发吸收或发射的状态的叠加自发崩溃。崩溃概率确定平均崩溃时间$τ^c = b \hbar / \triangle E$，其中$b$是无量纲常数，而$\triangle E$是备选分支之间的能量分布的差异。Ramsey原子束光谱法给出了$b$的下限，雪崩光电二极管给出了上限，使得$1.35\cdot 10^{11} < b < 3.8\cdot 10^{21}$。实验性改进的机会很多。
1998-07-18 atom-ph hep-ph quant-ph
Retroactive quantum jumps in a strongly-coupled atom-field system
我们研究了一种新的条件动力学类型，发生在强驱动的Jaynes-Cummings模型与耗散。扩展Alsing和Carmichael [Quantum Opt. { \bf 3}，13（1991）]的工作，我们提出了一个组合的数值和分析研究的随机主方程，描述了系统的条件演化时，腔输出连续观察通过零差检测，但原子的自发发射没有监测。我们发现，量子跳跃的原子态的诱导动力学耦合到光场，为了追溯到证明非典型波动发生在零差光电流。
1998-07-06 quant-ph
The Collapse Before a Quantum Jump Transition
通过观察玻尔频率为$ω_{mn} = (E_n-E_m) / \hbar$的光子的发射，我们可以推断出开放量子系统的能量本征态之间的跃迁$|n \rangle \to |m \rangle$。除了“塌陷”到状态$|m\rangle$之外，测量还必须使测量前状态$|n \rangle$存在。由于量子轨迹是基于过去的观测，条件态将跳到$| m \rangle$，但状态$|n\rangle$并不以任何本质方式出现。我们解决了这个悖论，通过看量子平滑和量子跳跃的时间对称模型。
2019-04-16 quant-ph
The Monte Carlo wave-function method: a robust adaptive algorithm and a study in convergence
我们提出了一个逐步自适应的时间步长版本的量子跳跃（蒙特卡罗波函数）算法。我们的方法已被证明仍然是强大的，即使在量子跳跃方法的集成实现的问题是数值上的问题。我们的算法的唯一特定参数是量子跳跃方法的单个先验参数，即每时间步允许的最大总跳跃概率。我们研究的轨迹合奏的完整的主方程的解决方案作为这个参数的函数的收敛性。这项研究预计将涉及量子跳跃方法的任何可能的实现。
2018-10-31 quant-ph
Quantum Capacity Approaching Codes for the Detected-Jump Channel
量子信道容量给出了量子数据可以通过噪声量子信道可靠传输的速率的最终限制。可降解量子信道是量子容量已知的少数信道之一。考虑到可降解信道的量子容量，找到接近容量的实用编码方案仍然具有挑战性。在这里，我们讨论的代码设计的检测跳跃通道，一个可降解的通道与实际相关的描述与检测到的光子发射的原子的自发衰变的物理。我们表明，这个通道可以用来模拟一个二进制经典信道与擦除和位翻转。模拟的经典信道的容量给出了检测跳跃信道的量子容量的下限。当跳跃概率较小时，它几乎等于量子容量。因此，使用一个经典的容量接近代码的模拟经典信道产生一个量子码，接近检测跳跃信道的量子容量。
2010-08-19 quant-ph
From quantum trajectories to classical orbits
最近的研究表明，开放量子系统的演化可能会被“解开”成单独的“轨迹”，提供了强大的数值和概念工具。在这封信中，我们使用量子轨道来研究介观系统及其经典极限。我们发现，在这个极限，量子跳跃（QJ）的轨迹接近扩散极限非常类似的量子态扩散（QSD）解开。后者遵循经典极限中的经典轨迹。因此，这两个解都显示了经典轨道的上升。这对规则和混沌系统（表现出奇异吸引子）都是正确的。
1996-08-26 quant-ph
Spikes in quantum trajectories
受到强连续监控的量子系统经历量子跳跃。这一众所周知的事实隐藏着一个被忽视的微妙之处：即使在测量速率非常大的极限下，跳跃过程也总是受到标度不变的剧烈波动的修饰。这篇文章致力于定量研究这些剩余的波动，我们称之为尖峰，并讨论他们的物理状态。我们首先介绍一个经典模型，其中这些波动的起源更直观，然后跳到量子领域，它们的存在不那么直观。我们计算了连续监测量子比特的尖峰的精确分布。最后，我们讨论其物理和业务相关性。
2015-10-05 math-ph math.MP quant-ph
Simulating monitoring-induced topological phase transitions with small systems
针对开放量子晶格系统拓扑实验的挑战，提出小型系统相空间模拟拓扑及辅助系统壁时平均替代量子跳跃监测的简化方法，并以一维SSH模型验证，为暗态诱导拓扑相变实验提供可行方案。
2025-08-25 quant-ph
Collective quantum jumps of Rydberg atoms
我们研究了具有长程里德伯相互作用、激光驱动和自发发射的原子开放量子系统。随着时间的推移，系统偶尔会在低里德堡粒子数状态和高里德堡粒子数状态之间跳跃。跳跃本质上是集体的，事实上只存在于大量的原子中。我们解释了如何纠缠和量子测量使跳跃，否则经典禁止。
2011-09-29 cond-mat.quant-gas nlin.PS quant-ph
The quantum jump method: photon statistics and macroscopic quantum jumps of two interacting atoms
我们首先使用量子方法复制一个原子放松的众所周知的结果，同时展示它提供的耗散动力学的直观画面。通过使用个人的“量子轨迹”，该方法允许模拟系统无法访问合奏治疗。这是通过复制共振荧光，使我们能够同时证明该方法的便利计算光子统计的离散光子流的创建。为了分析这些，我们巩固的理论基础，并实施，计算二阶相干函数的计算方法。一个过程，通过它来模拟相互作用的两个原子系统，允许计算与量子跳跃方法。利用这一点，我们展示了合作效应，导致大大修改的发射光谱，在调查的状态从耗散和相干相互作用的去耦。在这里，我们发现新的洞察力所提供的量子跳跃方法的诞生，并提供了工具，开始调查的宏观跳跃的发生和形成的宏观暗周期的两个二能级偶极偶极耦合原子的系统。
2022-02-09 quant-ph
Non-Markovian quantum jumps from measurements in bipartite Markovian dynamics
量子跳跃方法允许表征与提交给连续测量动作的开放量子系统相关联的随机动力学。在本文中，我们表明，这种形式主义可以一贯地扩展到非马尔可夫系统动力学。结果依赖于研究的测量过程中进行的二分安排，其特征在于由马尔可夫Lindblad进化。通过对一个二能级系统动力学的研究，证明了系综动力学中可能存在环境-系统信息流等非马尔可夫效应.
2013-08-31 quant-ph
Resonance Fluorescence Spectrum of a Trapped Ion Undergoing Quantum Jumps
实验研究了171 Yb和172 Yb单离子在射频阱中被激光冷却到Lamb-Dicke区后的共振荧光光谱。虽然172 Yb的荧光散射是连续的，但171 Yb的荧光被量子跳跃中断，因为非零自发跃迁率导致亚稳超精细子能级2D 3/2（F=2）中的电子搁置。所得到的暗周期的平均持续时间可以通过改变再泵浦激光场的强度来改变。采用光外差探测技术分析了瑞利弹性散射峰附近的荧光光谱。结果发现，随机调制的荧光发射的量子跳跃引起的洛伦兹分量的荧光光谱中，并且该分量的线宽根据暗荧光周期的平均持续时间而变化。实验观察与理论预测在定量上是一致的。
2000-03-15 quant-ph
Fourier imaging of collective spontaneous emission modes in superradiant cold atomic clouds
Université Paris-Saclay, Institut d’Optique Graduate School, CNRS（巴黎萨克雷大学，高等光学研究生院，法国国家科学研究中心）；PASQAL SAS（帕斯卡尔有限公司）
该研究用傅里叶成像测量冷87Rb原子云超辐射发射的空间模式，观察到特定发射结构，通过空间滤波分离通道并发现强度规律，与模型比较吻合良好，证明集体跳跃算符可测可操控。
2026-10-20 physics.atom-ph quant-ph
Space and time as a consequence of GRW quantum jumps
Ghirardi-Rimini-Weber（GRW）自发坍缩理论为量子测量问题提供了一种可能的解决方案。在这个理论中，粒子的波函数自发地、重复地局域化到空间中的一个或另一个随机位置，这是假设的量子跃迁的结果。在跳跃之间，波函数经历通常的薛定谔演化。在本文中，我们认为，这些跳跃发生在希尔伯特空间，没有参考物理空间，和物理三维空间出现的结果，在宇宙中的宏观物体的本地化。也就是说，波函数的坍缩是空间起源的原因。然后，我们建议，类似的跳跃发生在希尔伯特空间中的一个假设的时间算子，和经典的时间，因为我们知道它出现从本地化的宏观物体的时间算子。更一般地说，跳跃发生在希尔伯特空间的算子时空中，导致涌现的经典时空。
2018-08-30 gr-qc hep-th quant-ph
Engineering Quantum Jump Superoperators for Single Photon Detectors
我们研究了单光子探测器在光探测时对电磁场的反作用，通过考虑一个微观模型，其中探测器由传感器和放大机构组成。使用量子轨迹的方法，我们确定的量子跳跃超算子（QJS），描述的光计数后立即对场状态的检测器的行动。由此产生的QJS由两部分组成：亮计数项，代表真正的光致反射，和暗计数项，代表探测器内部的本征激发的放大。首先，我们比较我们的计数率的实验数据的结果，显示出良好的协议。然后，我们指出，通过修改场的频率可以工程师的形式QJS，获得QJS的先前提出的特设的方式。
2007-02-02 quant-ph
Conditions for implementing projective measurements through continuous monitoring
Center for Quantum Computing, RIKEN（RIKEN量子计算中心）；Physics Department, University of Michigan（密歇根大学物理系）
本文针对有限维量子系统，明确了连续监测实现投影测量的条件，推导了收敛速率与时间-误差关系，为优化量子测量协议提供了清晰框架。
2026-08-11 quant-ph
Thermodynamics of Quadrature Trajectories in Open Quantum Systems
我们应用大偏差方法研究了与耗散量子系统相连的光场中光的正交算符的扩散轨迹。我们制定的正交轨迹的特征算子的研究，并表明，在很长的时间限制，这样的轨迹的统计服从大偏差原则。我们的动机来自零差检测方案，该方案允许测量光场的正交算子的统计。我们说明我们的方法与四个例子的复杂性不断增加：一个驱动的两级系统，一个“闪烁”的三级系统，一对弱耦合的两级驱动系统，和微脉泽。我们讨论了如何正交运营商可以作为替代序参量的动态相位的分类，这是特别有用的情况下，量子跳跃的统计不能区分这样的相位。我们介绍的形式主义也使我们能够分析量子跳跃轨道所发射的光的性质，这些轨道的波动远离典型的动力学。
2012-06-25 cond-mat.stat-mech quant-ph
Jump-like unravelings for non-Markovian open quantum systems
开放量子系统的非马尔可夫演化可以被“解开”为由非马尔可夫随机（扩散）薛定谔方程产生的纯态轨道，如Diósi、Gisin和Strunz所介绍的。最近，我们已经表明，这样的方程可以推导出使用模态（隐变量）解释的量子力学。在本文中，我们推广这个理论来处理跳跃式解开。为了说明跳跃的行为，我们考虑一个简单的系统：一个经典驱动的（在拉比频率$Ω$）二能级原子线性耦合到三模光浴，与一个中心频率等于原子的频率，$ω_0$，和两个边带的频率$ω_0\pmΩ$。在大的$Ω$限制，我们观察到的跳跃行为是类似于在这个系统中观察到的马尔可夫（宽带）浴。这是预期的，因为在马尔可夫极限下，强烈驱动的二能级原子的荧光光谱采取Mollow三重态的形式。然而，类马尔可夫行为持续的时间长度取决于{ \em哪一个}使用跳跃式解开。
2007-04-06 quant-ph
Quantum jumps in amplitude bistability: Tracking a coherent and invertible state localization
Department of Physics, AlbaNova University Center（阿尔巴诺瓦大学中心物理系）
研究高幅双稳中量子跃迁的相干与可逆局域化机制，揭示跃迁时间渐近定律及自发辐射的影响。
2025-10-02 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Entanglement dynamics in open two-qubit systems via diffusive quantum trajectories
我们利用量子扩散轨道证明了在自发发射下两量子比特纠缠的时间演化可以用最优连续监测来充分表征。我们分析确定这个最佳的解开，并推导出一个确定性的演化方程系统的并发。此外，我们提出了一个实验，以监测纠缠动力学的二体二能级系统，并确定从一个单一的轨迹的解纠缠时间。
2010-11-21 quant-ph
