論文の概要: Universal Lindblad equation for open quantum systems

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2004.01469v2
• Date: Mon, 7 Sep 2020 09:23:29 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-27 01:03:26.046695
• Title: Universal Lindblad equation for open quantum systems
• Title（参考訳）: 開量子系に対する普遍リンドブラッド方程式
• Authors: Frederik Nathan, Mark S. Rudner
• Abstract要約: 我々は、量子多体系を研究するためのリンドブラッド形式でマルコフのマスター方程式を開発する。 マスター方程式の妥当性は、入浴とシステムバスカップリングの性質に完全に依存している。 本手法が静的あるいは駆動型量子多体系にどのように適用できるかを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We develop a Markovian master equation in the Lindblad form that enables the efficient study of a wide range of open quantum many-body systems that would be inaccessible with existing methods. The validity of the master equation is based entirely on properties of the bath and the system-bath coupling, without any requirements on the level structure within the system itself. The master equation is derived using a Markov approximation that is distinct from that used in earlier approaches. We provide a rigorous bound for the error induced by this Markov approximation; the error is controlled by a dimensionless combination of intrinsic correlation and relaxation timescales of the bath. Our master equation is accurate on the same level of approximation as the Bloch-Redfield equation. In contrast to the Bloch-Redfield approach, our approach ensures preservation of the positivity of the density matrix. As a result, our method is robust, and can be solved efficiently using stochastic evolution of pure states (rather than density matrices). We discuss how our method can be applied to static or driven quantum many-body systems, and illustrate its power through numerical simulation of a spin chain that would be challenging to treat by existing methods.
• Abstract（参考訳）: 我々はリンドブラッド形式でマルコフのマスター方程式を開発し、既存の方法ではアクセスできない幅広いオープン量子多体系の効率的な研究を可能にする。 マスター方程式の妥当性は、システム自体のレベル構造を一切必要とせず、バスとシステムバスのカップリングの性質に完全に基づいている。 マスター方程式は、以前のアプローチで使われたものと異なるマルコフ近似を用いて導かれる。 このマルコフ近似によって引き起こされる誤差に対する厳密なバインドを提供する。誤差は内因的相関とバスの緩和時間スケールの無次元の組み合わせによって制御される。 我々のマスター方程式はブロッホ・レッドフィールド方程式と同じ近似レベルで正確である。 ブロッホ・レッドフィールド法とは対照的に,本法は密度行列の正の保存を保証する。 その結果,本手法は頑健であり,(密度行列ではなく)純状態の確率的進化を用いて効率的に解けることがわかった。 提案手法が静的あるいは駆動型量子多体系にどのように適用できるかを論じ,既存の方法による扱いが難しいスピン鎖の数値シミュレーションを通じて,そのパワーを説明する。

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