論文の概要: Accelerating the approach of dissipative quantum spin systems towards stationarity through global spin rotations

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2204.05339v1
• Date: Mon, 11 Apr 2022 18:00:34 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-17 08:02:06.284625
• Title: Accelerating the approach of dissipative quantum spin systems towards stationarity through global spin rotations
• Title（参考訳）: 大域スピン回転による散逸量子スピン系の定常性へのアプローチの加速
• Authors: Simon Kochsiek, Federico Carollo and Igor Lesanovsky
• Abstract要約: 我々は、時間に依存しないマルコフ・リンドブラッド・マスター方程式によって支配されるオープン量子系を考える。 このような系は、マスター方程式力学のジェネレータのスペクトルギャップによって決定される時間スケールで定常状態にアプローチする。 我々は、大域的ユニタリスピン回転によって構成されるより単純な変換でさえ、指数関数的に緩和を高速化できることを示した。
• 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: We consider open quantum systems whose dynamics is governed by a time-independent Markovian Lindblad Master equation. Such systems approach their stationary state on a timescale that is determined by the spectral gap of the generator of the Master equation dynamics. In the recent paper [Carollo et al., Phys. Rev. Lett. 127, 060401 (2021)] it was shown that under certain circumstances it is possible to exponentially accelerate the approach to stationarity by performing a unitary transformation of the initial state. This phenomenon can be regarded as the quantum version of the so-called Mpemba effect. The transformation of the initial state removes its overlap with the dynamical mode of the open system dynamics that possesses the slowest decay rate and thus determines the spectral gap. While this transformation can be exactly constructed in some cases, it is in practice challenging to implement. Here we show that even far simpler transformations constructed by a global unitary spin rotation allow to exponentially speed up relaxation. We demonstrate this using simple dissipative quantum spin systems, which are relevant for current quantum simulation and computation platforms based on trapped atoms and ions.
• Abstract（参考訳）: 時間に依存しないマルコフ・リンドブラッド・マスター方程式によって制御される開量子系を考える。 このような系は、マスター方程式力学の生成子のスペクトルギャップによって決定される時間スケールで定常状態に近づく。 最近の論文 (Carollo et al., Phys. Lett. 127, 060401 (2021)) では、ある状況下で初期状態のユニタリ変換を行うことで、定常性へのアプローチを指数関数的に加速することができることを示した。 この現象は、いわゆるMpemba効果の量子バージョンと見なすことができる。 初期状態の変換は、最も遅い崩壊率を持つ開系力学の力学モードとの重なりを取り除き、スペクトルギャップを決定する。 この変換は、正確に構成できる場合もあるが、実際に実装するのは困難である。 ここでは、大域的なユニタリスピン回転によって構築されるより単純な変換であっても、緩和を指数関数的に加速できることを示す。 これは、現在の量子シミュレーションや、閉じ込められた原子やイオンに基づく計算プラットフォームに関係している単純な散逸性量子スピンシステムを用いて、これを実証する。

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