論文の概要: Influence of equilibrium and nonequilibrium environments on macroscopic
realism through the Leggett-Garg inequalities
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2001.09358v2
- Date: Sun, 24 May 2020 20:32:00 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-06-06 01:11:22.880487
- Title: Influence of equilibrium and nonequilibrium environments on macroscopic
realism through the Leggett-Garg inequalities
- Title（参考訳）: Leggett-Garg不等式によるマクロリアリズムに対する平衡環境と非平衡環境の影響
- Authors: Kun Zhang, Wei Wu, Jin Wang
- Abstract要約: 2つの相互作用量子ビット系における2次元および3次元のレゲット・ガルグ不等式(LGI)を通してマクロ的リアリズム(マクロリアリズム)を研究する。
平衡環境と非平衡環境がLGIに与える影響について検討する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 14.326275827081577
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We study the macroscopic realism (macrorealism) through the two- and
three-time Leggett-Garg inequalities (LGIs) in a two interacting qubits system.
The two qubits are coupled either with two bosonic (thermal or photonic) baths
or fermionic (electronic) baths. We study both how the equilibrium and
nonequilibrium environments influence the LGIs. One way to characterize the
nonequilibrium condition is by the temperature difference (for the bosonic
bath) or the chemical potential difference (for the fermionic bath). We also
study the heat or particle current and the entropy production rate generated by
the nonequilibrium environments. Analytical forms of LGIs and the maximal value
of LGIs based on the quantum master equation beyond the secular approximation
are derived. The LGI functions and the corresponding maximal value have
separated contributions, the part describing the coherent evolution and the
part describing the coupling between the system and environments. The
environment-coupling part can be from the equilibrium environment or the
nonequilibrium environment. The nonequilibrium dynamics is quantified by the
Bloch-Redfield equation which is beyond the Lindblad form. We found that the
nonequilibriumness quantified by the temperature difference or the chemical
potential difference can lead to the LGIs violations or the increase of the
maximal value of LGIs, restoring the quantum nature from certain equilibrium
cases where LGIs are preserved. The corresponding nonequilibrium thermodynamic
cost is quantified by the nonzero entropy production rate. Our finding of the
nonequilibrium promoted LGIs violations suggests a new strategy for the design
of quantum information processing and quantum computational devices to maintain
the quantum nature and quantum correlations for long.
- Abstract（参考訳）: 2つの相互作用量子ビット系における2次元および3次元のレゲット・ガルグ不等式(LGI)を通してマクロ的リアリズム(マクロリアリズム)を研究する。
2つのキュービットは2つのボソニック(熱またはフォトニック)浴またはフェルミオン(電子)浴と結合される。
平衡環境と非平衡環境がLGIに与える影響について検討する。
非平衡条件を特徴づける一つの方法は、温度差(ボソニック浴)または化学ポテンシャル差(フェルミオン浴)である。
また,非平衡環境下で発生する熱・粒子電流とエントロピー生成速度についても検討した。
世俗近似を超えた量子マスター方程式に基づくLGIの解析形式とLGIの最大値が導出される。
LGI関数と対応する最大値は、コヒーレント進化を記述する部分と、システムと環境の間の結合を記述する部分とを分離した。
環境結合部は、平衡環境又は非平衡環境から得ることができる。
非平衡力学はリンドブラッド形式を超えたブロッホ・レッドフィールド方程式によって定量化される。
温度差や化学ポテンシャル差によって定量化された非平衡性は、LGIの最大値の増大や、LGIが保存されている特定の平衡状態から量子的性質を回復させる。
対応する非平衡熱力学コストは、非零エントロピー生成率によって定量される。
非平衡なlgis違反の発見は、量子情報処理と量子計算装置の設計において、量子の性質と量子相関を長く維持するための新しい戦略を示唆している。
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