論文の概要: A quantum theory of pure noise-induced transitions: A truly nonclassical limit cycle sensitive to number parity

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2204.03267v5
• Date: Thu, 2 Feb 2023 08:19:02 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-18 00:04:50.292491
• Title: A quantum theory of pure noise-induced transitions: A truly nonclassical limit cycle sensitive to number parity
• Title（参考訳）: 純粋ノイズ誘起遷移の量子論:数パリティに敏感な真の非古典的極限サイクル
• Authors: A. Chia, W.-K. Mok, C. Noh and L. C. Kwek
• Abstract要約: 乗法量子ノイズは量子力学系において古典的に禁止される遷移を引き起こす。 ノイズによって引き起こされる量子制限サイクルは、ウィグナー負性のような真の非古典的な特性を示す。 この結果から,非古典的かつオープン量子系に特有の純粋雑音誘起遷移の存在が確認された。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: It is universally accepted that noise may bring order to complex nonequilibrium systems. Most strikingly, entirely new states not seen in the noiseless system can be induced purely by including multiplicative noise - an effect known as pure noise-induced transitions. It was first observed in superfluids in the 1980s. Recent results in complex nonequilibrium systems have also shown how new collective states emerge from such pure noise-induced transitions, such as the foraging behavior of insect colonies, and schooling in fish. Here we report such effects of noise in a quantum-mechanical system. We find that multiplicative quantum noise can induce a classically forbidden transition. We use a minimal model of a nonlinearly damped oscillator in a fluctuating environment that is analytically tractable, and whose microscopic physics can be understood. When environmental noise is included, the system is seen to transition to a limit-cycle state. The noise-induced quantum limit cycle exhibits genuine nonclassical traits such as Wigner negativity and number-parity sensitive circulation in phase space. Such quantum limit cycles are also conservative. These properties are in stark contrast to those of a widely used limit cycle in the literature, which is dissipative and loses all Wigner negativity. Our results establish the existence of a pure noise-induced transition that is nonclassical and unique to open quantum systems. They illustrate a fundamental difference between quantum and classical noise.
• Abstract（参考訳）: ノイズが複雑な非平衡系に秩序をもたらすことは広く受け入れられている。 最も驚くべきことに、ノイズのないシステムでは見られない全く新しい状態は、純粋に乗法的なノイズを含むことによって引き起こされる。 1980年代にスーパー流体で初めて観測された。 複雑な非平衡系における最近の結果は、昆虫コロニーの採餌行動や魚類の放流など、純粋なノイズによって引き起こされる遷移から新しい集団状態が生まれることも示している。 本稿では,量子力学系におけるノイズの影響について報告する。 乗法量子ノイズは古典的に禁止された遷移を引き起こす。 我々は, 非線形減衰振動子の最小限のモデルを用いて, 解析的に牽引可能で, 微視的物理の理解が可能な変動環境について検討した。 環境騒音を含む場合、システムはリミットサイクル状態に遷移する。 ノイズ誘起量子極限サイクルは、位相空間におけるウィグナーネガティビティや数パリティ感受性循環のような真の非古典的特徴を示す。 このような量子極限サイクルも保守的である。 これらの性質は、文学において広く使われる極限サイクルとは対照的で、散逸性があり、全てのウィグナーネガティビティを失う。 この結果は、非古典的でオープン量子系に特有の純粋ノイズ誘起遷移の存在を確立した。 これらは量子ノイズと古典ノイズの根本的な違いを示している。

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