論文の概要: Field-theoretical approach to open quantum systems and the Lindblad
equation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2202.05203v2
- Date: Fri, 5 Aug 2022 18:43:26 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-26 04:40:05.938125
- Title: Field-theoretical approach to open quantum systems and the Lindblad
equation
- Title(参考訳): 開量子系に対する場理論的アプローチとlindblad方程式
- Authors: Hans C. Fogedby
- Abstract要約: 我々は、凝縮マッター多体法に基づくオープン量子システムに対する場理論的アプローチを開発する。
凝縮マター極または同値な準型近似を適用して、時間スケール分離の通常の仮定と等価な、マルコフ型のマスター方程式を導出する。
- 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 systematic field-theoretical approach to open quantum systems
based on condensed-matter many-body methods. The time evolution of the reduced
density matrix for the open quantum system is determined by a transmission
matrix. Developing diagrammatic perturbation theory, invoking Wick's theorem in
connection with a Caldeira-Leggett quantum oscillator environment in thermal
equilibrium, the transmission matrix satisfies a Dyson equation characterized
by an irreducible kernel. Unlike the Nakajima-Zwanzig and standard approaches,
the Dyson equation is equivalent to a general non-Markovian master equation for
the reduced density matrix, incorporating secular effects and independent of
the initial preparation. The kernel is determined by a systematic diagrammatic
expansion in powers of the interaction. We consider the Born approximation for
the kernel. Applying a condensed-matter pole or, equivalently, a
quasiparticle-type approximation, equivalent to the usual assumption of a
timescale separation, we derive a master equation of the Markov type.
Furthermore, imposing the rotating-wave approximation,we obtain a Markov master
equation of the Lindblad form. To illustrate the method, we consider the
standard example of a single qubit coupled to a thermal heat bath.
- Abstract(参考訳): 我々は、凝縮物質多体法に基づくオープン量子システムに対する体系的場理論的アプローチを開発する。
開量子系における還元密度行列の時間発展は透過行列によって決定される。
図式摂動理論を発展させ、ウィックの定理を熱平衡におけるカルデイラ・レゲット量子振動子環境と関連付け、伝達行列は既約核によって特徴づけられるダイソン方程式を満たす。
中島・ズワンツィヒや標準的なアプローチとは異なり、ダイソン方程式は減密度行列に対する一般の非マルコフマスター方程式と等価であり、世俗的な効果を取り入れ、初期準備とは独立である。
核は相互作用の力の系統的図式展開によって決定される。
我々は、カーネルのボルン近似を考える。
凝縮マター極、または同値な準粒子型近似を時間スケール分離の通常の仮定と等価に適用すると、マルコフ型のマスター方程式を導出する。
さらに、回転波近似を適用すれば、リンドブラッド形式のマルコフマスター方程式が得られる。
本手法を説明するために,熱湯に結合した単一キュービットの標準的な例を考察する。
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