Exact Solutions of the Caldeira-Leggett Master Equation: A Factorization Theorem For Decoherence
在任意初始条件下,得到了自由粒子和与热浴耦合的谐振子系统的约化密度矩阵的Caldeira-Leggett Master方程的精确解.证明了t时刻的密度矩阵关于(x + x ')/2的傅里叶变换(其中x和x'为初始和最终坐标)可精确分解为线性依赖于初始密度矩阵的部分和与之无关的部分,从而给出了t时刻密度算子的精确的初始状态依赖性及其在能量基上的最终对角化.
1999-10-01 quant-ph
Quantum master equations and steady states for the ultrastrong-coupling limit and the strong-decoherence limit
在开放量子系统理论的框架下,我们推导出了系统-浴槽耦合体系和强退相干体系的量子主方程。在这种情况下,强退相干由缓慢的弛豫过程补充。我们使用广义的Foerster和修改的Redfield微扰理论已知的激发能转移理论。此外,我们表明,平均力吉布斯状态在相应的限制是固定的主方程。
2021-09-04 physics.chem-ph quant-ph
Low temperature decoherence dynamics in molecular spin systems using the Lindblad master equation
针对低温下分子自旋系统的不可逆退相干问题,提出结合开放量子系统与电子结构理论的方法,利用 Lindblad 主方程显式引入电子结构信息预测弛豫速率,为量子信息与传感等领域提供了描述弛豫效应的框架。
2024-11-13 quant-ph
The double Caldeira-Leggett model: Derivation and solutions of the master equations, reservoir-induced interactions and decoherence
本文分析了双Caldeira-Leggett模型:两个相互作用耗散谐振子的路径积分方法。假设振荡器之间的相互作用的一般形式,我们考虑两种不同的情况:i)当每个振荡器耦合到自己的水库,和ii)当两个振荡器耦合到一个共同的水库。在推导和求解每种情况下的主方程后,我们分析了两个振子位置空间中特定纠缠的退相干过程。为了分析退相干机制,我们推导出了适用于公共和单独水库的密度矩阵的非对角峰的一般衰减函数。我们还确定了预期的相互作用引起的两个耗散振荡器的共同水库。这样的mesir-induced相互作用,这引起了有趣的集体阻尼效应,如松弛和消相干自由子空间的出现,被证明是模糊的高温制度在这项研究中考虑。然而,我们发现,不同的耗散振子之间的相互作用,所描述的旋转或反旋转的条款,导致不同的衰减率的密度矩阵的干扰项。
2009-03-25 quant-ph
The gravity-related decoherence master equation from hybrid dynamics
经典和量子系统之间的正则耦合不能导致可逆方程,而是导致不可逆的主方程。通过一个简单的例子说明了量子化的非相对论性物质与引力的耦合。启发式推导产生的理论引力相关的退相干很久以前提出的彭罗斯和作者。
2011-01-04 gr-qc quant-ph
Timescales for decoherence and dissipation: reasons for the success of master equations
量子子系统的约化密度算符的微扰处理与费米散射黄金法则的精神相同。线性熵(纯度损失的措施,并在某些情况下的相干性损失)和子系统的能量变化(耗散)的解析表达式。应用于耗散腔体中的电磁场叠加态。对典型油田和油藏时间尺度($τ_{F}$和$τ_{R}$)的评价表明,即使温度很低,它们也是非常不同的。我们还指出的条件上的截止温度以上的去耦假设是定量合理的。
2004-12-21 quant-ph
Two - Level Atom - Field Interaction: Exact Master Equations for Non-Markovian Dynamics, Decoherence and Relaxation
通过对一般主方程的第一性原理推导,研究了二能级原子与电磁场相互作用系统的非马尔可夫动力学行为。我们使用的影响泛函方法,可以考虑到完全的反作用的原子上的场,而采用格拉斯曼变量的2LA和相干态表示的电动势。我们发现确切的主方程的情况下,自由量子场和腔场在真空中。为了寻找在离子阱原型中保持量子计算中最大相干性的机制,我们应用这些方程来分析EMF中2LA的退相干,并得出退相干时间接近弛豫时间。这与研究同一系统但使用不同耦合模型的作者的主张不同。我们解释了差异的来源,并认为,与普遍的看法相反,电磁场共振耦合到一个原子时,并不decohere它有效地作为一个浴上的量子布朗粒子。这里导出的非马尔可夫动力学的主方程预计将有助于探索新的制度的2LA-电动势相互作用,这是成为物理上重要的实验。
2000-06-12 quant-ph
Frictional quantum decoherence
研究了量子布朗运动基于测量的主方程的动力学性质。本文导出了一个从一般初始条件得到时间演化的方案。这是适用于分析耗散和消相干的高斯和薛定谔猫初始状态的演变。主方程中存在的扩散项的依赖关系进行了讨论,参考坐标和动量表示。
2007-07-19 quant-ph
Collisional decoherence of polar molecules
一个大的旋转极性分子的运动量子态会在与气体原子的碰撞中失去相干性。我们展示了如何相关的量子主方程的质心可以表示在定向平均微分和总散射截面,我们提供近似的解析表达式。主方程,然后利用量化的碰撞退相干的干涉实验与极性分子。
2016-06-21 quant-ph
Two Derivations of the Master Equation of Quantum Brownian Motion
退相干的许多讨论的中心是一个主方程的约化密度矩阵的大质量粒子经历从周围环境的散射,如Joos和Zeh。这样的主方程享有与自发局域化模型,如GRW模型的密切关系。本文的目的是提出两个推导的主方程。第一个推导是一个教学模型,旨在尽可能简单地说明主方程的起源,专注于物理原理,而没有S-矩阵理论的复杂性。这个推导可以作为一个有用的教程例子,为学生试图学习这个主题领域。第二个是相反的:使用非相对论性多体场论的非常一般的推导。它减少到由Joos和Zeh在单粒子部门给出的类型的方程,但修正了某些数值因子,这些因子最近在与退相干实验测试有关方面变得重要。这个主方程还强调了局部数密度在这个模型中作为退相干的“首选基础”的作用。
2006-07-19 quant-ph
Dynamically stabilized decoherence-free states in non-Markovian open fermionic systems
无退相干子空间(DFS)提供了一种保护开放系统动力学不受系统与环境相互作用引起的退相干影响的策略。到目前为止,DFS主要是在马尔可夫主方程的框架下进行研究的。在这项工作中,我们研究了无退相干(DF)的非马尔可夫费米子环境中的一般设置的状态。我们通过对角化非幺正演化算符的方法,对一个带电子库的二能级费米子系统的DF态进行了识别。通过求解精确的主方程,我们证明了DF态是可以动态稳定的。
2012-07-06 quant-ph
Exact master equation and decoherence dynamics of Majorana zero modes under the gate-induced charge fluctuation
本文导出了Kitaev模型中Majorana零模退相干动力学的精确主方程,Kitaev模型是一个一维$p\,$波无自旋拓扑超导链(TSC),它受到门控电荷涨落的扰动.将Feynman-Vernon影响泛函方法推广到含有对激发的费米子开放系统,导出了精确的主方程。我们得到了TSC中零能波哥留邦的精确主方程,然后将其转化为Majorana零模的主方程。在这个精确的主方程形式主义,我们可以详细描述的非马尔可夫退相干动力学的零能量bogolibons以及局部扰动下的马约拉纳零模式。我们发现,在零温度下,存在一个零能局域束缚态,它不是原来的零能bogoliubon或原来的Majorana零模,而是考虑电荷涨落后的Majorana零模局域束缚态.正是这种零能量局域束缚态保护了Majorana零模不受退相干的影响,这是一种长时间的非马尔可夫记忆效应。然而,在有限温度的环境中,当Majorana零模受到局域扰动时,零能局域束缚态不能形成,退相干是不可避免的。
2018-03-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
Canonical form of master equations and characterization of non-Markovianity
主方程控制着与环境相互作用的量子系统的时间演化,并且可以以各种形式书写。与时间无关或无记忆的主方程,特别是,可以在著名的林德布拉德形式。任何时间-局域主方程,不管是马尔可夫的还是非马尔可夫的,事实上也可以写成类似林德布拉德的形式。一个对角化程序的结果在一个独特的,在这个意义上规范,表示的方程,这可能是用来充分表征非马尔可夫的时间演化。最近,已经提出了几种不同的措施,反映了不同程度上,出现负退相干率的Lindblad样形式的主方程。因此,我们建议使用负的退相干率本身,因为它们出现在主方程的规范形式,完全表征非马尔可夫性。当存在多于一个的退相干通道时,这一点的优点尤其明显。我们证明了Rivas等人提出的一个度量是正则退相干率的一个令人惊讶的简单函数,并给出了一个主方程的例子,该主方程对于所有时间t>0都是非马尔可夫的,但几乎所有提出的度量都是盲目的。我们还给出了迹距离和体积措施见证非马尔可夫性的必要和充分条件,在布洛赫阻尼矩阵。
2014-05-02 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
Decoherence in ion traps due to laser intensity and phase fluctuations
我们考虑一个源的退相干的单个囚禁离子由于强度和相位的波动,在激发激光脉冲。为了简单起见,我们假设所涉及的随机过程是白噪声过程,这使我们能够给出一个简单的主方程描述这个源的退相干。这个主方程在噪声上取平均,并且足以描述当内部运动和电子运动之间交换能量时探测电子布居中的振荡的实验结果。我们的结果是在很好的定性协议与最近的实验和预测的退相干率将取决于振动量子数在不同的方式取决于使用的振动激发边带。
1997-10-20 quant-ph
Decoherence and purity of a driven solid-state qubit in Ohmic bath
本文采用基于主方程的方法研究了欧姆浴中受驱动固态量子比特的退相干和纯度。首先,我们不求解主方程,而是研究了方程中描述频率漂移、扩散、退相干等的系数,发现其中一个系数(我们称之为退相干系数)对模型中量子比特的退相干起着决定性的作用。然后我们研究了模型中态纯度的演化。从纯度的分析可以看出,量子比特的退相干时间随着驱动场振幅的增大而减小,随着驱动场频率的增大而增大。
2008-03-31 quant-ph
Rotational master equation for cold laser-driven molecules
推导了振动冷二聚体在非共振激光作用下的分子转动运动方程。结果表明,通过消除电子和振动自由度,可以得到约化转动密度算符的量子主方程。相干转动动力学是由受激拉曼跃迁引起的,而自发拉曼跃迁导致量子化角动量运动中的退相干。作为一个例子,选择的光学克尔效应的分子动力学,揭示退相干和加热的分子旋转。
2003-04-24 quant-ph
Decoherence and Records for the Case of a Scattering Environment
利用非相对论性多体量子场论,导出了大质量粒子稀气体与轻粒子环境散射相互作用的约化密度矩阵的主方程。自然消聚的动力学变量(指针基)本质上是稀释气体的局部数密度。这种系统的早期主方程(如由Joos和Zeh导出的)在限制到杰出系统的单粒子扇区时被恢复。推导表明,明确的散射环境存储信息的系统通过“测量”的数量密度。因此,这提供了一个重要的例子,说明退相干与量子理论的退相干历史方法所指出的记录之间的一般联系。它还带来了这个系统的主方程的形式,强调局部密度的作用,这是有关目前的工作推导流体动力学方程从量子理论。
2003-01-20 quant-ph
Dynamics and control of a qubit in spin environment: an exact master equation study
我们提出了一个精确的主方程的中心自旋$1/2$系统耦合到一个自旋$1/2$浴的超精细相互作用,这提供了一个统一的形式为自由演化和控制动力学的中心自旋。该方程使我们能够研究各种程度的非马尔可夫动力学过程的可控性。我们研究了在不同浴槽光谱和体系-浴槽耦合强度下,Overhauser效应对中心自旋退相干动力学的影响。在固态量子信息处理中,采用非微扰泄漏消除方法来抑制退相干。
2016-01-26 quant-ph
A Master Equation for Gravitational Decoherence: Probing the Textures of Spacetime
我们给出了一个主方程的第一性原理推导的量子物质场的演化在线性微扰闵可夫斯基时空,完全基于量子场论和广义相对论。我们不做额外的假设,也不引入额外的成分,就像其他量子理论经常做的那样。当量子物质场被投影到单粒子态时,弱引力场中非相对论性量子粒子的主方程预测了能量基中的退相干,与大多数现有的引力退相干理论相反。我们指出的规范性质的时间和空间reparameterizations在物质引力耦合,并警告说,“内在”退相干或替代量子理论调用随机动力学所产生的时间或空间波动违反了经典广义相对论的基本对称性。有趣的是,我们发现,退相干率依赖于其他参数以外的普朗克尺度,引力退相干的一个重要特征。这类似于量子布朗粒子的退相干速率与其相互作用的环境的温度和光谱密度的依赖关系。当引力作为退散量子物体的环境时,相应的特征就是我们所说的时空的“纹理”。我们指出了引力被表示为背景时空的情况与引力对量子粒子起热力学作用的情况之间的显著差异。这表明了利用引力退相干测量来辨别引力是本质上的基本引力还是突现引力的可能性。
2013-07-14 gr-qc quant-ph
Derivation of Markovian master equations for spatially correlated decoherence
我们引入了一个一般的形式主义来描述马尔可夫噪声的影响,这是空间相关的,通常在一些有限的相关长度衰减。对于任何感兴趣的系统,这种形式主义描述了空间相关性,而无需为环境选择特定的微观模型。我们提出了一种将方程映射到Lindblad形式的方法,并讨论了齐次空间关联函数的函数形式。我们还讨论了两个例子微观模型的环境表现出非平凡的时空关联函数。
2013-05-30 cond-mat.mes-hall quant-ph
A Mean-Field Lindblad Master Equation Framework for Interaction-Driven Decoherence in Solid-State Qubit Ensembles
Department of Chemistry, University of Colorado Boulder(科罗拉多大学博尔德分校化学系);Ann and H.J. Smead Aerospace Engineering Sciences, University of Colorado Boulder(科罗拉多大学博尔德分校安恩和H.J.斯米德航空航天工程科学)
提出多量子比特平均场Lindblad主方程框架,通过解析和数值方法研究相互作用、浓度、空间分布及噪声对固态量子比特弛豫和退相干时间的影响,并应用于Er³⁺掺杂CeO₂系统识别主导机制。
2026-06-24 quant-ph
Wigner Distribution Function Approach to Dissipative Problems in Quantum Mechanics with emphasis on Decoherence and Measurement Theory
我们首先回顾了与Lindblad和预主方程相关的维格纳分布函数(WDF)对于分析量子光学中的许多问题的有用性,其中耗散起着重要作用,在这个领域,弱耦合和长时间近似是有效的。然而,我们也显示了他们的局限性,讨论退相干,这通常是一个短时间的现象,衰减率通常远小于典型的耗散衰减率。我们讨论了两种方法的问题,这两种方法都使用量子朗之万方程(QLE)作为出发点:(a)使用一个减少的WDF,但在一个确切的主方程的上下文中(b)使用WDF的完整系统对应于纠缠在任何时候。
2003-11-12 quant-ph
Fourth-order quantum master equations reveal that spin-phonon decoherence undercuts long magnetization relaxation times in single-molecule magnets
该研究扩展含相干项的四阶量子主方程,完全从头算刻画至多双声子过程,揭示单分子磁体虽在77 K下具有近秒级慢弛豫,却因双声子纯退相而在10 ns内失去相干。
2025-07-28 cond-mat.mtrl-sci 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
Transverse quantum decoherence of a fast particle in a gas
将Kramers-Moyal展开应用于粒子约化密度矩阵的量子主方程,研究了气体中快量子粒子的退相干.这种扩展导致的Caldeira-Leggett主方程的一般形式占角变化的微分截面。该方程描述了粒子运动在纵向和横向上的退相干。结果表明,当微分截面集中在前向时,横向退相干占主导地位。密度矩阵对角线外的相干区域由相干长度表征,对于高斯态,相干长度可以根据海森堡型不确定关系从动量协方差矩阵推导出。最后,估计的相干长度的横向比为几兆电子伏的α粒子。该比率指示相干区域看起来像在运动方向上伸长的椭圆体。
2023-02-19 quant-ph
Decoherence and dissipation of a quantum harmonic oscillator coupled to two-level systems
推导并分析了量子谐振子与一组独立二能级系统相互作用的Born-Markov主方程。这个迄今为止几乎未被探索的模型作为四个“规范”的系统环境模型之一的消相干和耗散起着重要的作用。为了研究环境自旋进一步耦合到耗散浴的影响,我们还推导了谐振子与耦合到玻色子浴的单个自旋相互作用的主方程。我们的模型是由量子机电系统和微米级离子阱实验动机。退相干和耗散率的温度依赖性显着不同的量子布朗运动。特别地,中心振荡器的系统耗散率随着温度的增加而减小,并且在零温度下趋于零,但是也存在与温度无关的动量扩散(加热)率。
2007-12-17 quant-ph
Rotational Alignment Decay and Decoherence of Molecular Superrotors
我们提出了描述热背景气体存在下快速旋转分子的相干和非相干动力学的量子主方程。主方程与旋转对准衰减和退相干的微观散射振幅,我们计算各向异性范德华散射的速率。对于大的旋转能量,我们发现与最近的超转子实验所产生的对齐衰减率非常一致。
2018-06-26 physics.chem-ph quant-ph
Entanglement in two site Bose-Hubbard model
本文研究了具有非线性阻尼的两个玻色-哈伯德模型的退相干和纠缠特性。我们应用热场动力学的技术,然后使用Hartree-Fock近似求解相应的主方程。在主方程解中出现的近似场算子的期望值是自洽计算的。我们对这个主方程进行小时间$t$求解,得到了解析解,从而计算了双模玻色子系统解的退相干和纠缠特性。
2014-03-14 quant-ph
Non-Degenerate Multimode Optomechanics
我们从理论上研究了含时腔场介导的非简并机械振子之间的相互作用。我们得到一个减少主方程有效的所有光机系统在弱耦合制度。这个主方程包括所有形式的退相干和反作用,由于介导相互作用的场的耗散。我们应用主方程研究两个共振耦合方案内的行波近似:分束器的哈密顿量和双模参量放大器。在这两种情况下,通过选择适当的失谐,有效幺正相互作用可以任意强于由于介导场耗散而引起的退相干。
2015-07-14 quant-ph
Decoherence of nonrelativistic bosonic quantum fields
我们提出了一个通用的马尔可夫主方程诱导玻色子量子场的逐步经典化。它导致了场组态的量子叠加的退相干,同时使场和模变量的Eklfest方程保持不变。我们表征的经典化解析和数值,并表明,半经典场动力学描述的线性玻尔兹曼方程的功能相空间的场配置。
2019-06-28 quant-ph
Non-Markovian decoherence dynamics of entangled coherent states
我们在微观上模拟了真空涨落影响下纠缠相干态的退相干动力学。利用相干态表象中的Feynman-Vernon影响泛函理论,导出了反映环境记忆效应的系数随时间变化的精确主方程.在马尔可夫近似下,我们的主方程恢复了量子光学中广泛使用的林德布拉德方程。然后,我们研究了噪声下的纠缠相干态的量子信道的非马尔可夫纠缠动力学。与马尔可夫极限下的结果相比,非马尔可夫效应增强了初始纠缠相干态的退纠缠。我们的分析还表明,纠缠相干态的退相干行为敏感地依赖于纠缠相干态的对称性以及系统与环境之间的相互作用。
2009-06-02 quant-ph
Gravitational decoherence: a general non relativistic model
我们推导了标量玻色子与弱的、随机的、经典的外部引力场相互作用的动力学的一般量子主方程。动力学预测退相干的位置,动量和能量。我们展示了我们的主方程如何再现文献中的结果,采取适当的限制,从而解释了明显的矛盾,在他们的动力学描述。我们的结果是相关的,在低能量量子引力制度的兴趣越来越大。
2020-12-02 gr-qc quant-ph
Comparison of decoherence and Zeno dynamics from the context of weak measurement for a two level atom tunneling through squeezed vacuum
从二能级原子隧穿压缩真空的主方程出发,计算了相干性衰减参数和粒子数反转。利用这些参量,计算了弱测量方案下退相干和zeno效应的时间尺度。通过比较这些时间尺度,已经找到了可持续的连贯动态的一定条件。
2014-10-22 quant-ph
Exact Master Equation and Quantum Decoherence of Two Coupled Harmonic Oscillators in a General Environment
本文导出了两个耦合的量子谐振子与由多个具有一般谱密度函数的谐振子组成的共同环境在任意温度下通过双线性耦合相互作用的精确主方程。我们首先显示了一个简单的推导的基础上观察到的两个谐振子模型可以有效地映射到一个单一的谐振子在一般的环境加上一个自由谐振子。由于精确的单谐振子主方程是可用的[Hu,Paz和Zhang,\textbf{45},2843(1992)],所以对于该双谐振子模型的具有其所有系数的精确主方程可以容易地从单谐振子情况的已知结果推导出。在第二部分中,我们给出了该模型的影响泛函处理,并给出了约化密度矩阵演化算子的显式表达式,这对于研究退相干和解纠缠问题是有用的。我们展示了这个主方程的三个应用:两个谐振子的退相干和退纠缠,由于它们与一个共同的环境下的马尔可夫近似下的相互作用,和推导的不确定原理在有限温度下的复合对象,建模由两个相互作用的谐振子。两个谐振子的精确主方程及其推广到$N$,谐振子与一般环境相互作用,有望用于分析介观物体的量子相干性、纠缠、涨落和耗散,从而建立宏观量子现象的理论框架。
2007-12-09 cond-mat.stat-mech gr-qc quant-ph
Real time approach to tunneling in open quantum systems: decoherence and anomalous diffusion
利用零温下开放量子系统约化Wigner函数的主方程描述了宏观量子隧穿。我们的模型包括一个粒子被困在一个立方势相互作用的环境,其特征在于耗散和正常和异常扩散系数。采用基于孤立系(即与环境解耦的系统)的能量本征函数的表示法来表示约化Wigner函数,主方程在该表示法中变得简单。在WKB近似计算的能量本征函数包括隧道效应的孤立系和环境的影响是由一个方程,它是在许多方面类似于一个福克-普朗克方程。退相干是很容易识别的主方程,我们发现,当退相干时间比隧穿时间短得多的主方程可以近似的Kramers方程描述由于量子环境的零点波动的热激活。反常扩散的影响可以微扰处理,其总体效果是抑制隧道效应。
2006-03-06 gr-qc quant-ph
Introduction to dissipation and decoherence in quantum systems
这些课堂讲稿针对的是那些第一次接触过量子力学课程的物理学家或数学家。我们首先简要讨论了一般的“系统浴”的量子耗散系统的范例,在一些详细的分析“纯退相”的一个两能级系统的最简单的例子,并审查的基本概念的密度矩阵。然后,我们对待一般的耗散时间演化,引入完全正的地图,它们的纠缠理论的关系,和它们的克劳斯分解。限制自己的马尔可夫进化,我们讨论的Lindblad形式的主方程。笔记的结论是概述了当前感兴趣的主题,超越了林德布拉德马尔可夫主方程。(这些笔记是为F. Marquardt于2007年10月在SFB/TR 12的Langeoog研讨会上,“介观系统中的对称性和普遍性”)
2008-09-25 quant-ph
Collisional decoherence reexamined
我们重新推导了热环境中大质量布朗粒子与轻粒子碰撞产生的退相干的量子主方程。我们仔细的处理避免了狄拉克δ函数平方的出现。它导致的退相干率,这是一个小的因素,2 π相比,以前的研究结果。这一结果,这是在协议与最近的实验,证实了这两个问题的物理分析和微扰计算中的弱耦合限制。
2003-05-16 quant-ph
Decoherence, discord and the quantum master equation for cosmological perturbations
我们研究了宇宙学扰动的环境退相干,以研究暴胀过程中量子到经典的跃迁以及噪声对纠缠的影响。给定系统与环境之间的显式相互作用,我们推导出一个量子主方程的约化密度矩阵的扰动,绘制平行于量子布朗运动,在那里我们看到的波动和耗散项的出现。虽然主方程不是林德布拉德形式,我们看到如何典型的解决方案表现出积极的超视界尺度,导致一个物理意义的密度矩阵。这使我们能够写出一个朗之万方程的随机噪声的经典轨迹出现在超视界尺度的量子系统。特别是,我们发现,环境退相干的强度增加模式退出视界,与增长驱动的白噪声来自本地的环境相关性的贡献。最后,我们使用我们的主方程来量化不和谐所捕获的量子关联的强度。我们表明,环境相互作用有一种趋势,以减少不和谐的大小,这些影响是由相对强度的扩张率和环境的相互作用率。我们解释这方面的粒子创造与环境波动,这往往会增加和减少不和谐的竞争效应。
2017-08-24 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Decoherence and classical predictability of phase space histories
考虑一类量子布朗运动模型中相空间历史的退相干,该模型由一个在势$V(x)$中运动的粒子与温度为$T$和耗散γ的热浴相互作用组成.因此,这个开放系统的密度算子的演化描述的非酉主方程。系统的相空间历史由一类拟投影器描述。推广早期的结果Hagedorn和Omnès,我们表明,一个相空间投影到一个相空间细胞$Γ$的主方程下近似演化到另一个相空间投影到经典的耗散演化的$Γ$,并与一定量的退化,由于环境产生的噪声。因此,我们表明,历史的相空间采样约退相干,这些历史的概率达到峰值约经典耗散演化,峰值的宽度取决于噪声的大小。
1995-06-21 quant-ph
Decoherence in a driven three-level system
量子物理中的耗散和退相干以及从纯态到混合态的演化都是通过密度矩阵的主方程来处理的。主方程,如林德布拉德方程,保留了这个矩阵的迹。将它们视为密度矩阵元素的一阶时间相关算子方程,可以采用酉积分程序来求解这些矩阵元素。退相干的一个简单模型保持了密度矩阵的厄米性。一个单一的,经典的黎卡提方程是唯一一个需要数值处理,以获得完整的解决方案的量子演化。该过程是通用的,适用于任何数量的水平,但在这里说明了一个三电平系统与两个驱动领域。对于不同的初始状态的选择,我们研究了系统的演化作为驱动场的振幅,相对频率和相位的函数,以及退相干的强度。随着系统从纯态到混合态的演化,熵的单调增长。一个例子是由氢原子的$n=3$状态在一个随时间变化的电场,这种退化流形提供了一个分析解决方案。
2003-07-05 quant-ph
On the decoherence effect of a stochastic gravitational perturbation on scalar matter and the possibility of its interferometric detection
本文给出了一个标量玻色粒子与外部弱随机引力场相互作用的量子动力学的一般主方程。动力学预测退相干的位置以及动量。我们展示了主方程如何再现文献中的结果,采取适当的限制,从而解释了明显的矛盾,在他们的动力学描述。我们将这个模型应用于一个物质波实验,给出了一个确定引力退相干大小的实用公式。我们比较它与标准的实验源的退相干。
2020-04-22 gr-qc quant-ph
Embedding dissipation and decoherence in unitary evolution schemes
量子物理中的耗散和退相干以及从纯态到混合态的演化都是通过密度矩阵的主方程来处理的。通过将该矩阵的元素嵌入到高维Liouville-Bloch方程中,幺正积分方法被用来求解作为时间函数的密度矩阵,包括耗散和退相干的非幺正效应。输入只需要经典的,初始值的时间依赖方程的解决方案。结果示出了一个阻尼驱动的两级系统。
2002-10-18 quant-ph
Decoherence in Quantum Mechanics
我们使用两种方法在一个简单的量子力学模型中研究退相干。首先,我们遵循传统的方法去相干,其中一个感兴趣的是从微扰主方程求解约化的密度矩阵。其次,我们认为我们的新的相关器的方法去相干熵是通过忽略观测不可达的干扰产生的。我们表明,这两种方法都可以准确地预测退相干时间尺度。然而,微扰主方程一般遭受不稳定性,这使我们无法可靠地计算系统的总熵增加。我们还讨论了相互作用场论的量子力学模型的结果的相关性。
2010-12-16 gr-qc hep-th quant-ph
Covariant Mappings for the Description of Measurement, Dissipation and Decoherence in Quantum Mechanics
简要回顾了描述统计实验的量子力学的一般形式,特别介绍了位置和动量观测量作为POVM,其特征在于它们相对于等熵Galilei群的协变性。映射描述状态变换作为一个封闭或开放系统的测量和动态演化的结果被认为是相对于一般的约束,他们必须遵守和他们的协方差性质相对于对称群。特别是不同的主方程进行了分析,鉴于相关的对称群,回顾了一般结构的映射协变下相同的群体。对阻尼谐振子、二能级系统和量子布朗运动进行了计算。特别注意的是致力于一般结构的双折射协变主方程。在这个框架内,最近获得的量子对应的经典线性玻尔兹曼方程被认为是,以及一个一般的理论框架,用于描述不同的退相干实验,指出不同的可能行为之间的连接在描述退相干和经典的Lévy过程的特征函数。
2007-07-04 quant-ph
Master equation for a quantum particle in a gas
本文用S-矩阵理论导出了气体环境中布朗粒子的量子运动方程。线性玻尔兹曼方程的量子版本非微扰地解释了散射动力学的量子效应,并在统一的框架中描述了退相干和耗散。作为一个完全正的主方程,它包含了已知的无限大质量布朗粒子方程和经典的线性玻尔兹曼方程作为极限情况。
2006-09-05 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
Pointer basis induced by collisional decoherence
研究了受碰撞退相干影响的量子测试粒子运动中指针态的产生和动力学。这些环境区别的状态被证明是指数本地化的孤子波函数,根据经典的运动方程的演变。我们解释他们的形成使用的主方程的正交解开,我们证明了所产生的混合物的统计权重由投影的初始状态到指针的基础上。
2009-12-08 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
A formally exact master equation for open quantum systems
我们提出了一个简洁和直观的推导一般开放量子系统的形式上精确的主方程,而不使用“逆”的映射,这是在以前的作品中调用的形式上精确的主方程。这种形式主义适用于非马尔可夫制度。我们推导了任意温度下自旋玻色子模型的二阶运动方程,观察到非指数退相干和弛豫。将我们的一般推导限制在零温度,我们还再现了Phys.Rev.A81,042103(2010)中真空浴的特殊情况的结果。
2020-04-27 quant-ph
Unconditional Pointer States from Conditional Master Equations
当负责去相干的环境的一部分用于提取关于去相干系统的信息时,优选的{ \it指针状态}保持不变。这一结论-达到了一个特定的一类模型-研究在一般设置的条件主方程,使用适当的概括的可预测性筛。我们还发现,einselected状态的迹象是最容易推断的环境进行的测量。
2000-11-29 quant-ph
Non-Markovian qubit decoherence during dispersive readout
我们研究了广义色散读出下的量子比特退相干,即,我们研究了一个耦合到谐振驱动耗散谐振子的量子比特。我们提供了一个完整的图片,允许任意大的量子位振荡器失谐,并考虑耦合到振荡器坐标的平方,这是相关的通量量子位。退相干时间的分析结果得到的量子位振荡器的哈密顿量的色散框架和随后的主方程处理超出马尔可夫极限的变换。我们预测从马尔可夫衰变到高斯形状的衰变的交叉。我们的结果证实了完整的量子位振荡器主方程在原始框架的数值解。
2012-05-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
Krylov Complexity for Open Quantum System: Dissipation and Decoherence
Indian Institute of Technology, Gandhinagar(印度理工学院甘德纳格尔分校);University of Cape Town(开普敦大学);The National Institute for Theoretical and Computational Sciences(理论与计算科学国家研究所)
研究开放量子系统中Krylov复杂度,通过Lindblad主方程分析玻色子浴模型,重点探讨Caldeira-Leggett模型,发现耗散特性及退相干影响。
2026-04-20 hep-th quant-ph
Suppression of quantum-mechanical reflection by environmental decoherence
在量子力学中,一个具有足够能量的入射粒子波包在遇到一个较低能量的势垒时会经历透射和反射,但在经典力学中没有反射,只有透射。在本文中,我们试图解释消失的量子力学反射在准经典极限,通过环境相互作用的消相干的标准方法。我们考虑两个模型。在第一种方法中,传入的粒子通过将其耦合到由位置对角化的标准Lindblad主方程描述的环境来经典化。然而,我们发现,只有当环境相互作用如此强烈,以至于产生大的动量波动,从而模糊了入射和反射波包之间的区别时,才能抑制反射。这个否定的结论也适用于复势,它对于试图理解使用相同机制抑制芝诺效应的尝试具有类似的含义(在另一篇论文中更详细地讨论)。一个不同的Lindblad主对角化动量被证明是成功的,在抑制反射没有大的波动,但这样的主方程是非物理的。我们考虑第二个模型,其中的障碍是由一个大规模的目标粒子耦合到一个环境,以保持它在一个准经典状态的量子力学建模。这避免了波动问题,因为进入的粒子不直接耦合到环境。我们发现,只要目标粒子的退相干时间尺度远小于入射粒子的某些特征散射时间尺度,或者等价地,只要目标中的速度波动大于入射粒子的速度,反射就被显著抑制。
2013-08-14 quant-ph