論文の概要: Decoherence in quantum cavities: Environmental erasure of carpet-type structures

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2105.06157v2
• Date: Fri, 11 Jun 2021 14:14:41 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-31 06:31:38.749029
• Title: Decoherence in quantum cavities: Environmental erasure of carpet-type structures
• Title（参考訳）: 量子キャビティにおけるデコヒーレンス:カーペット型構造の環境浄化
• Authors: E. Honrubia, A. S. Sanz
• Abstract要約: 本稿では,デコヒーレンスを基盤とする干渉過程の堅牢性について検討する。 単純力学モデルを用いてデコヒーレンスの影響を数値解析した。
• 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: Carpet-type structures constitute an ideal laboratory to study and analyze the robustness of the interference process that underlies this phenomenon against the harmful effects of decoherence. Here, without losing any generality, for simplicity, the case of a particle with a mass m is considered and described by a localized state corresponding to the ground state of a square box of width w, which is released inside a wider cavity (with a width L > w). The effects of decoherence are then numerically investigated by means of a simple dynamical model that captures the essential features of the phenomenon under Markovian conditions, leaving aside extra complications associated with a more detailed dynamical description of the system-environment interaction. As it is shown, this model takes into account and reproduces the fact that decoherence effects are stronger as energy levels become more separated (in energy), which translates into a progressive collapse of the energy density matrix to its main diagonal. However, because energy dissipation is not considered, an analogous behavior is not observed in the position representation, where a proper spatial localization of the probability density does not take place, but rather a delocalized distribution. This result emphasizes the fact that classicality is reached only if both decoherence and dissipation coexist; otherwise, non-classical traits might still persist. Actually, as it is also shown, in the position representation some off-diagonal correlations indeed survive unless an additional spatial-type factor is included in the model. This makes evident the rather complex nature of the decoherence phenomenon and hence the importance to have a familiarity with how it manifests in different representations, particularly with the purpose to determine and design reliable control mechanisms.
• Abstract（参考訳）: カーペット型構造は、この現象をデコヒーレンスの有害な影響に根ざした干渉過程の堅牢性を研究・解析するのに理想的な実験室である。 ここでは、一般性を失うことなく、単純に、質量 m の粒子の場合、より広い空洞(幅 L > w )内で放出される幅 w の平方箱の基底状態に対応する局所状態が考慮し、記述する。 その後、デコヒーレンスの影響は、マルコフ条件下で現象の本質的特徴を捉える単純な力学モデルを用いて数値的に研究され、システムと環境の相互作用のより詳細な動的記述に付随する余分な合併症が残る。 示すように、このモデルはエネルギー準位が(エネルギーにおいて)より分離されるにつれてデコヒーレンス効果が強くなるという事実を考慮し、再現し、エネルギー密度行列を主対角線へと進行的に崩壊させる。 しかし、エネルギー散逸は考慮されないため、確率密度の適切な空間的局在が起こらず、むしろ非局在分布である位置表現では類似の挙動が観察されない。 この結果は、古典性がデコヒーレンスと散逸の両方が共存している場合にのみ到達するという事実を強調している。 実際、同様に、位置表現においていくつかの非対角関係は、追加の空間型因子がモデルに含まれない限り、存続する。 これにより、デコヒーレンス現象のかなり複雑な性質が明らかとなり、特に信頼できる制御機構を決定・設計するために、異なる表現でどのように現れるかに精通することが重要である。

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