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

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2203.03745v3
• Date: Tue, 4 Apr 2023 06:33:22 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-05 19:24:01.423283
• Title: Self-restricting Noise and Exponential Decay in Quantum Dynamics
• Title（参考訳）: 量子力学における自己拘束ノイズと指数減衰
• Authors: Nicholas LaRacuente
• Abstract要約: 有限時間における単位、有限次元半群に対する指数的崩壊が再び現れることを示す。 我々はこの相互作用を数値的に観察し、IBM Qシステム上でその離散アナログを実験的に観察する。
• 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. In contrast, we analyze continuous processes that combine coherent and stochastic processes, precluding detailed balance. First, we find counterexamples to analogous decay bounds for these processes and prove conditions under which they fail. Second, we prove that the relationship between the strength of local noise applied to part of a larger system and overall decay of the whole is non-monotonic. Noise can suppress interactions that would spread it. Faster decay of a subsystem may thereby slow overall decay. We observe this interplay numerically and its discrete analog experimentally on IBM Q systems. Our main results explain and generalize the phenomenon theoretically. Finally, we observe that in spite of its absence at early times, exponential decay re-appears for unital, finite-dimensional semigroups at finite time.
• 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、不変状態または完全崩壊状態の部分空間に向かって指数的減衰を引き起こすことが知られている。 これとは対照的に,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の解析を行う。 まず、これらの過程の類似の減衰境界に対する反例を見つけ、それらが失敗する条件を証明する。 第二に、より大きな系の一部に適用される局所雑音の強度と全体の崩壊の関係が単調ではないことを証明する。 騒音はそれを拡散する相互作用を抑制する。 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。 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。 我々はこの現象を理論的に説明し,一般化する。 最後に、初期の不在にもかかわらず、指数的崩壊は有限時間における単位的有限次元半群に対して再び現れることを観察する。

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