論文の概要: Self-restricting Noise in Quantum Dynamics

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2203.03745v2
• Date: Fri, 2 Sep 2022 17:47:06 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-22 21:54:35.413613
• Title: Self-restricting Noise in Quantum Dynamics
• Title（参考訳）: 量子力学における自己拘束ノイズ
• Authors: Nicholas LaRacuente
• Abstract要約: オープン量子系の状態は通常、環境相互作用の下で連続的に崩壊する。 我々はコヒーレントなプロセスと類似したプロセスを組み合わせた連続的なプロセスを分析する。 これらの過程の崩壊境界に対する反例を見つける。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.52292571922932
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: States of open quantum systems usually decay continuously under environmental interactions. Quantum Markov semigroups model such processes in dissipative environments. It is known that a finite-dimensional quantum Markov semigroup with detailed balance induces exponential decay toward a subspace of invariant or fully decayed states, under what are called modified logarithmic Sobolev inequalities. We analyze continuous processes that combine coherent and stochastic processes, breaking detailed balance. We find counterexamples to analogous decay bounds for these processes. Through analogs of the quantum Zeno effect, noise can suppress interactions that would spread it. Faster decay of a subsystem may thereby slow overall decay. Hence the relationship between the strength of noise on a part and induced decay on the whole system is often non-monotonic. We observe this interplay numerically and its discrete analog experimentally on IBM Q systems. Our main results then explain and generalize the phenomenon theoretically. In contrast, we also lower bound decay rates above any given timescale by combining estimates for simpler, effective processes across times.
• Abstract（参考訳）: 開量子系の状態は通常、環境相互作用下で連続的に崩壊する。 量子マルコフ半群は散逸環境でそのような過程をモデル化する。 詳細なバランスを持つ有限次元量子マルコフ半群は、修正対数ソボレフ不等式(modified logarithmic sobolev inequality)と呼ばれる、不変または完全崩壊状態の部分空間への指数的減衰を引き起こすことが知られている。 我々は,コヒーレントなプロセスと確率的なプロセスを組み合わせた連続的なプロセスを分析し,詳細なバランスを破る。 これらの過程に対する類似の崩壊境界に対する反例を見つける。 量子ゼノ効果のアナログを通して、ノイズはそれを拡散する相互作用を抑制することができる。 サブシステムのより速い崩壊は、全体的な崩壊を遅くする。 したがって、ある部分における雑音の強さとシステム全体の誘起減衰の関係は、しばしば非単調である。 我々は、IBM Qシステム上で、この相互作用とその離散アナログを実験的に観察する。 我々の主な結果は、理論上この現象を説明し、一般化する。 対照的に、私たちはまた、より単純で効果的なプロセスに対する見積もりを組み合わせることで、任意の時間スケールよりも境界減衰率を下げます。

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