論文の概要: Enhanced steady-state coherence via repeated system-bath interactions

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2008.05200v3
• Date: Tue, 8 Nov 2022 23:34:04 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-06 11:48:13.212895
• Title: Enhanced steady-state coherence via repeated system-bath interactions
• Title（参考訳）: 繰り返しシステム・バス相互作用による定常コヒーレンス強化
• Authors: Ricardo Rom\'an-Ancheyta, Michal Kol\'a\v{r}, Giacomo Guarnieri and Radim Filip
• Abstract要約: システムバス相互作用からの定常コヒーレンス(SSC)は、外部ドライブなしで量子効果が現れることを証明している。 そこで本研究では,SSCの生成を,個別および非関連浴元素と繰り返し相互作用する場合に予測する。 SSCは,複数の浴槽要素を1回にまとめて相互作用した場合,大幅に増大することを示す。
• 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: The appearance of steady-state coherence (SSC) from system-bath interaction proves that quantum effects can appear without an external drive. Such SSC could become a resource to demonstrate quantum advantage in the applications. We predict the generation of SSC if the target system repeatedly interacts with independent and non-correlated bath elements. To describe their behavior, we use the collision model approach of system-bath interaction, where the system interacts with one bath element (initially in an incoherent state) at a time, asymptotically (in the fast-collision regime) mimicking a macroscopic Markovian bath coupled to the target system. Therefore, the SSC qualitatively appears to be the same as if the continuous Markovian bath would be used. We confirm that the presence of composite system-bath interactions under the rotating-wave approximation (RWA) is the necessary condition for the generation of SSC using thermal resources in collision models. Remarkably, we show that SSC substantially increases if the target system interacts collectively with more than one bath element at a time. Already few bath elements collectively interacting with the target system are sufficient to increase SSC at non-zero temperatures at the cost of tolerable lowering the final state purity. From the thermodynamic perspective, the SSC generation in our collision models is inevitably linked to a non zero power input (and thus heat dissipated to the bath) necessary to reach the steady-state, although such energetic cost can be lower compared to cases relying on SSC non generating interactions.
• Abstract（参考訳）: システムバス相互作用による定常コヒーレンス(SSC)の出現は、外部駆動なしで量子効果が現れることを証明している。 このようなSSCは、アプリケーションに量子的優位性を示すリソースになる可能性がある。 ターゲットシステムが独立および非相関の浴要素と繰り返し相互作用する場合、sscの発生を予測する。 これらの振る舞いを説明するために,システムとバスの相互作用の衝突モデルを用いて,システムが1つの浴要素(初期は不整合状態)と一度に相互作用し,(高速凝固状態の)漸近的にターゲットシステムに結合したマクロマルコフ浴を模倣する。 したがって、SSCの定性的状態は、連続したマルコフ浴を使用する場合と同じである。 回転波近似(RWA)の下での複合系-バス相互作用の存在が、衝突モデルにおける熱資源を用いたSSCの生成に必要な条件であることを確認する。 注目に値するのは, ターゲットシステムが一度に複数の浴槽要素と協調して相互作用すると, sscは実質的に増加することである。 ターゲットシステムと一体的に相互作用する浴要素は、最終状態の純度を許容できるコストで、非ゼロ温度でsscを増加させるのに十分である。 熱力学の観点からは, 衝突モデルにおけるSSC生成は, 定常状態に到達するために必要な非ゼロ電力入力(および浴槽への放熱)と必然的に関連付けられるが, それらのエネルギーコストは, SSC非発生相互作用に依存する場合に比べて低い。

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