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
Coarse grained and fine dynamics in trapped ion Raman schemes
得到了一个关于囚禁离子拉曼耦合方案的新结果。通过运营商微扰的方法,它表明,这些系统的完整的时间演化(在相互作用图片)可以表示,具有很高的精度,作为两个单一的演变的产品。第一个描述了一个有效的粗粒度动力学相关的时间演化。第二个是一个适当的校正恢复的{ \em精细}动力学抑制的粗粒化执行,以消除非共振耦合的原子水平。
2003-11-03 quant-ph
A perturbative treatment for the bound states of the Hellmann potential
本文采用一种新的近似方法研究了Hellmann势的束缚态,该势是库仑吸引势$-a/r$和具有任意强度$b$和屏蔽参数$δ$的Yukawa势$b\exp (-δr)/r$的叠加.虽然能量本征值$E_{n,l\text{}}$的解析表达式在很弱的屏蔽极限下对大范围的$n,\ell $都能得到相当精确的结果,但随着强度$b$和屏蔽系数$δ$的增加,结果逐渐变差。这是因为展开参数不够小,不足以保证展开级数对于能级的收敛。
2006-03-23 quant-ph
Non-perturbative treatment of non-Markovian dynamics of open quantum systems
我们确定的条件,保证等价的约化动力学的开放量子系统(OQS)的两种不同类型的环境-一个连续的玻色子环境导致一个单一的系统环境演化和其他离散模式玻色子环境导致系统模式(非单一)Lindbladian演化。假设环境为初始高斯态,证明了当环境相互作用算子的期望值和两次关联函数始终相同时,两种OQS动力学是等价的.由于数值和分析描述的离散模式的环境进行Lindbladian进化是显着更有效的比一个连续的玻色子环境中的一个单一的进化,我们的结果是一个强大的,非微扰的工具来描述复杂的,可能是高度非马尔可夫动力学。作为一个特殊的应用,我们恢复和推广著名的伪模方法开放系统动力学。
2018-01-08 quant-ph
Eigenmode description of Raman scattering in atomic vapors in the presence of decoherence
建立了描述原子蒸气中拉曼散射过程的理论模型。治疗调查低激发制度适合现代实验应用。尽管合并的退相干效应(可能依赖于模式),它允许从空间自由度的时间演化的直接分离。研究了噪声对该过程的时间特性的影响。该模型适用于两个实验相关的情况下,超冷和室温原子。计算了斯托克斯光子的空间本征模及其与原子激发的耦合。类似地,动力学和波形的集体原子态导出量子存储器的实现。
2012-07-06 quant-ph
Perturbative treatment of intercenter coupling in Redfield theory
研究了与热浴相连的耦合子系统的量子动力学。在一些早期的工作中,中心间耦合对耗散部分的影响被忽略了。这相当于阻尼项相对于中心间耦合的零阶摄动展开。它示出了数值两个耦合的谐振子,这种治疗可能会导致文物和一个完全错误的描述,例如,即使是非常弱的中心间耦合的电荷转移过程。在这里,我们执行一阶处理,并显示这些文物消失。此外,我们证明了热力学平衡人口几乎达到强中心间耦合强度。
2000-12-06 physics.chem-ph quant-ph
Stimulated Raman adiabatic passage in an open quantum system: Master equation approach
提出了一种研究三态系统绝热布居转移中环境效应的主方程方法。与非厄米哈密顿方法的系统比较[N. Vitanov和S. Stenholm,Phys.Rev.A { \bf 56},1463(1997)]表明,在弱耦合极限中,两种处理导致基本相同的结果。相反,在强阻尼限制的预测是完全不同的:特别是在STIRAP计划中的反直觉的序列原来是比预期的更有效。这一点可以用量子芝诺动力学来解释。
2010-03-18 quant-ph
Non-perturbative treatment of open-system multi-time expectation values in Gaussian bosonic environments
本文证明了开放量子系统在连续高斯玻色环境与由GKLS生成元演化的离散环境下多时刻期望值等价的条件,并提出用有限阻尼模式进行非微扰计算的方法。
2023-03-15 quant-ph
A perturbative non-Markovian treatment to low-temperature spin decoherence
University of Minnesota(明尼苏达大学)
本文提出了一种非马尔可夫主方程,用于研究低温下分子自旋退相干的动力学,通过从头计算参数与退相干动力学的关联,提供高效预测方法。
2026-02-28 quant-ph
Perturbative Treatment of Symmetry Breaking Within Random Matrix Theory
本文讨论了在随机矩阵理论范围内,微扰处理对称性破缺对石英晶体翻转对称性破缺实验数据的适用性。我们发现,测量这种断裂的参数的值对于间距分布是不同的,与光谱刚性的那些相比。我们考虑双重和三重对称。后者被发现占更好的光谱刚度比前者。然而,这两种情况都低估了大L时的实验光谱刚性。如果认为样本中缺少适当数量的本征频率,则可以解决这种差异。我们的研究结果与原子核中的同位旋破坏研究有关。
2008-03-15 nucl-th quant-ph
Quantum gravimetry in the same internal state using composite light Raman pulses
我们介绍了一个原子重力序列使用拉曼型复合光脉冲,激发叠加的两个动量态具有相同的内部水平。该方案允许抑制常见的噪声,使其对电磁场的外部波动不太敏感。拉曼光束是由光纤调制器产生的,并且能够在相反的方向上进行动量转移。我们获得的干涉条纹的解析表达式中的三个微扰参数,其特征在于由于不希望的频率引入的调制过程中的缺陷。我们发现的拉比频率,提高条纹的可见性的特殊值。
2021-04-15 physics.atom-ph quant-ph
Atomic quantum memory: cavity vs single pass schemes
本文提出了一个量子力学处理原子系综与传播场相互作用的原子和场的波动,无论是在电磁诱导透明或在拉曼的情况。计算了两种情况下原子的自旋噪声谱和出射场谱。对于合适的参数,EIT和拉曼方案有效地保持与原子的转移过程中的入射探测场的量子态,虽然单程方案被证明是本质上不如腔方案的效率。
2004-10-15 quant-ph
Consistent perturbative treatment of the subohmic spin-boson model yielding arbitrarily small $T_2/T_1$ decoherence time ratios
我们提出了一个微扰治疗subohmic自旋玻色子模型,弥补了以前的治疗中的一个关键缺陷。这个问题可以追溯到不正确的应用程序的马尔可夫型近似的特定条款的时间演变的减少密度矩阵。修正后的解与数值模拟结果以及当浴耦合自旋空间方向平行于量子比特能量基自旋时得到的精确解都是一致的。因此,我们证明,%在区别于以前的研究结果的subohmic自旋玻色子模型是能够%一致地描述任意小的%(小于两个)比率的$T_2$和$T_1$退相干时间,与非对角和对角减少密度矩阵元素的衰减,分别。本文在谱幂律指数为零的亚温浴极限下,给出了绝对零度下$T_2/T_1$的解析表达式。小的比例密切模仿固态(通量)量子比特,这是主要受到低频电磁噪声的实验结果,我们建议重新分析相应的实验数据的非对角相干性的$nonanalytic$衰减。
2014-12-09 cond-mat.mes-hall quant-ph
Fully quantum perturbative description of correlated Stokes--anti-Stokes scattering
针对关联 Stokes–anti-Stokes 散射缺乏完善量子理论的问题,本文用 Heisenberg 算符微扰理论全量子推导介质电极化,阐明一阶非共振光子对产生机制并给出三阶极化率。
2025-09-28 cond-mat.mtrl-sci physics.optics quant-ph
Nonclassicality in off-resonant Raman process
拉曼过程由于其简单性而被用于非经典态的产生和随后的应用。考虑到单光子非共振拉曼过程在长距离量子通信和量子存储中的实验可行性,本文详细研究了在非共振条件下产生非经典态的可能性。具体地说,我们研究了非共振拉曼过程中的非经典性的帮助下,使用更一般的解决方案比传统的短时间解决方案在完全量子处理的特征函数,并建立了频率失谐参数的意义,在非经典状态的产生。得到的特征函数仍然是高斯分布,并揭示了较大的频率失谐参数的值是有利的,在某些情况下,诱导非经典。单模和双模压缩和反聚束,以及模间纠缠的实验可访问的量子噪声波动的声子模式相干或混沌方面的报告。随后,研究了光子数和积分强度的联合分布,分析了在斯托克斯声子和泵浦声子模式下产生对的性能。本研究讨论了共振条件在非经典态产生中的作用,并建立了实验可控失谐参数可以用来探测和增强产生的非经典性。
2018-12-19 quant-ph
Perturbative treatment of inter-site couplings in the local description of open quantum networks
考虑了一个相互弱耦合的量子点系统和一个或多个库(开放量子网络)的量子主方程的构造问题。量子主方程的微观推导需要网络的哈密顿量的对角化,这可能是一项困难的任务。当场间耦合较弱时,常采用忽略场间耦合对系统-水库耦合影响的局部方法。最近,有人对当地做法的一致性提出了一些疑问。我们开发了一个系统的微扰扩展,以获得修正的本地方法,并建立其有效性范围。使用这种扩展的本地方法,我们推导出一个特定的模型的热通量的表达式,并表明它不违反热力学第二定律。
2015-09-18 cond-mat.other quant-ph
Non-perturbative treatment of giant atoms using chain transformations
耦合到声波波导的超导电路扩展了可以使用量子光学工具进行实验研究的现象范围。特别是巨大的人造原子允许调查系统中的电偶极子近似打破和显着的非马尔可夫效应变得重要。虽然以前的巨原子的研究集中在该领域的行波近似,我们超越了这一点,并执行一个数值精确的分析巨原子强烈耦合到他们的环境中,在制度的反旋转条款不能被忽略。为了实现这一点,我们使用一个Lanczos变换铸造成一个一维链的形式和采用矩阵乘积状态模拟的场哈密顿量。这种方法可以获得广泛的系统浴观测和以前未探索的参数制度。
2022-07-19 cond-mat.mes-hall quant-ph
Towards a complete treatment of the cosmological recombination problem
本文提出了一种新的宇宙学复合问题的研究方法,它完成了我们以前对宇宙学氢复合时期双光子过程效应的分析,解释了ns-1 s和nd-1 s拉曼事件以及n>=2能级的双光子跃迁。氢的重组问题是使用一个有效的400壳层多层次的方法,我们随后添加到文献中讨论的所有重要的重组校正到目前为止。我们明确地解决了辐射转移方程的莱曼系列光子场,以获得所需的修改的速率方程的解决水平。与以前的计算结果一致,我们发现2s-1 s拉曼散射导致复合延迟DN_e/N_e~0.9%(z~920)。双光子衰变和拉曼散射从较高的水平(n>3)导致一个小的额外的修改,和精确的结果时,可以获得包括其影响的前3-5壳。这项工作是迈向新的宇宙学重组代码(CosmoRec)的重要一步,该代码取代了Recfast中包含的物理模型,并且由于其运行时间短,可以用于分析未来来自普朗克测量员的CMB数据。
2010-12-07 astro-ph.CO gr-qc physics.atom-ph
Perturbative Treatment of Quantum to Classical Transition in Chiral Molecules: Dilute Phase vs. Condensed Phase
我们在含时微扰理论的背景下研究了具有高隧穿率的手性分子在稀相和凝聚相中的手性态动力学。手性分子可用非对称双阱势来描述,其非对称性是手性相互作用的度量。的稀相和凝聚相结合描述的谐振子的集合,但分别与温度相关的次欧姆和温度无关的欧姆谱密度。我们研究我们的方法定量应用动力学同位素氨分子,NHDT,在惰性背景气体(作为稀相)和水(作为凝聚相)。由于不同的谱密度意味着,从稀相到凝聚相的动力学扩展是不平凡的。当稀相动力学导致外消旋化时,凝聚相中的手性相互作用诱导量子Zeno效应。此外,与凝聚相相反,稀相中的短时动力学对手性分子的初始状态以及分子与环境之间的耦合强度敏感。
2017-01-02 physics.chem-ph quant-ph
About the performance of perturbative treatments of the spin-boson dynamics within the hierarchical equations of motion approach
Ulm University(乌尔姆大学);Institute for Complex Quantum Systems and IQST, Ulm University(乌尔姆大学复杂量子系统与IQST研究所)
本文探讨了FP-HEOM方法在高阶主方程中的应用,分析了亚Ohmic谱形下零温自旋-玻色问题的主方程性能,并与NIBA方法的记忆核进行比较。
2023-08-03 cond-mat.stat-mech quant-ph
A mixed perturbative-nonperturbative treatment for strong light-matter interactions
本文提出一种基于谱密度拆分的混合微扰-非微扰方法,用类Lindblad主方程描述量子发射体在任意纳米光子环境中的动力学,并通过三种数值模拟验证其在包括超强耦合在内的各种耦合区间的有效性。
2024-01-18 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Perturbative Understanding of Non-Perturbative Processes and Quantumization versus Classicalization
在研究经典背景的量子演化的某些情况下,人们认为不可避免地要以半经典地对待系统为代价而诉诸非微扰方法。我们表明,一个完全量子微扰处理,其中的背景被解决为一个多粒子状态,恢复半经典非微扰的结果,并允许超越。我们再现粒子创造的经典领域的理论,两个标量以及标量QED的散射过程的高多重性。多粒子处理也给出了一个透明的画面,为什么从经典到量子态的单过程过渡,我们称之为量子化,是指数抑制,而相反的过程,经典化,可以迅速发生,如果微观状态简并的经典状态是高的。一个例子是黑洞的$N$ -引力子画像:黑洞可以通过高能粒子碰撞中的$2\to N$经典化过程有效地形成,但它通过衰变$N \to 2$的量子化被指数抑制。
2022-11-04 gr-qc hep-th quant-ph
Interplay between quantum Zeno and anti-Zeno effects in a non-degenerate hyper-Raman nonlinear optical coupler
研究了由探测波导和系统波导组成的非对称非线性光耦合器中的量子Zeno效应和反Zeno效应。该系统是一个工作在非简并超喇曼过程下的非线性波导,而系统中的两个泵浦模都与探测波导不断相互作用。探测器的存在对系统在斯托克斯和反斯托克斯模式的光子数以及声子数方面的时间演化的影响被量化为Zeno参数。在特定模式下的Zeno参数的负(正)值被认为是该系统模式下量子Zeno(反Zeno)效应的特征。研究发现,通过控制Stokes和Anti-Stokes产生过程中的相位失配,可以在非共振和共振超拉曼过程中诱导量子Zeno和Anti-Zeno效应之间的跃迁.然而,在系统波导中的非谐振超拉曼过程的情况下,频率失谐参数也可以类似地用于引起期望的交叉。此外,物理系统的一般性质和这里使用的微扰技术使我们能够分析研究在大量特殊情况下观察量子芝诺和反芝诺效应的可能性,包括过程自发,部分自发和/或系统在简并超拉曼过程或简单拉曼过程下操作的情况。
2020-05-21 physics.optics quant-ph
Non-Perturbative Vibrational Excitation by Arbitrary Electric Fields from Classical Phase-Space Dynamics
Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)(洛桑联邦理工学院)
该研究提出基于经典相空间动力学的非微扰框架,可处理任意时变电场下分子振动激发问题,适用于强弱场,为超快光谱非微扰态制备提供支撑。
2026-10-09 physics.chem-ph quant-ph
Quantum Optics Model of Surface Enhanced Raman Spectroscopy for Arbitrarily Shaped Plasmonic Resonators
我们提出了一个自洽的量子光学方法来计算耦合到任意形状的等离子体系统的分子的表面增强拉曼光谱。我们的治疗是直观的使用,并提供了新的分析洞察到金属表面附近的拉曼散射的物理,并可以应用于广泛的几何形状,包括谐振器,波导,以及混合光子等离子体系统。我们的一般理论表明,检测到的拉曼光谱起源于非线性光的产生和传播之间的相互作用。反直观地,在非线性产生阶段,我们表明,在分子位置的斯托克斯(反斯托克斯)信号取决于等离子体增强,通过局部光子态密度(LDOS),在反斯托克斯(斯托克斯)频率。然而,当从振动分子传播到远场时,斯托克斯(反斯托克斯)发射在斯托克斯(反斯托克斯)频率处经历等离子体增强,如预期的那样。我们确定了低泵浦功率下等离子体表面附近拉曼信号增强的众所周知的E^4电场规则的限制,以及高泵浦功率下不同的E^8规则,并澄清了LDOS的作用。我们的理论使用广义量子主方程,其中等离子体系统被视为通过介质的光子格林函数描述的环境浴。因此,任何电动力学相关的物理,如淬火和传播,自洽地包括在模型中。所提出的形式主义也能够以简单的分析方式在空间上描述完整的拉曼响应,即使采用量子图像,这通常也不可能使用更简单的耦合模理论。
2017-02-21 physics.optics quant-ph
Perturbative treatment of the non-linear q-Schrödinger and q-Klein-Gordon equations
有趣的薛定谔方程和克莱因-戈登方程的非线性推广最近已经由Tsallis,Rego-Monteiro和Tsallis(NRT)在[Phys. Rev. Lett. { \bf 106},140601(2011)]。目前在这一领域有很多活动。非线性由实参数$q$控制。事实上,随后的非线性q-薛定谔方程和q-克莱因-戈登方程是非常高能量现象的自然表现,正如LHC实验所证实的那样。这发生在接近1的$q-$值时[Nucl. Phys. A { \bf 955},16(2016),Nucl. Phys. A { \bf 948},19(2016)]。同样众所周知的是,q指数行为在完全不同的设置中被发现。在[Physica A { \bf 388},601(2009)]中参考经验方案给出了对这种现象的解释,在经验方案中,数据经由实现标准化加上数据预处理的设置来收集。准确地说,如果输入数据显示椭圆对称,球对称的推广,一种常见的情况,那么随后的归一化输出显示为q指数分布。这使得在q值接近于1时,很难确定我们是在处理普通薛定谔方程的解(它的自由粒子解是指数的,对于它$q=1$),还是在处理它的NRT非线性q推广,它的自由粒子解是q指数的。在这项工作中,我们提供了一个仔细的分析$q \sim 1$实例通过微扰分析的NRT方程。
2016-11-07 cond-mat.stat-mech hep-th math-ph