論文の概要: A brief journey through collision models for multipartite open quantum dynamics

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2209.15476v2
• Date: Mon, 5 Dec 2022 13:59:04 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-24 07:39:22.237915
• Title: A brief journey through collision models for multipartite open quantum dynamics
• Title（参考訳）: 多部開量子力学の衝突モデルへの簡単な旅
• Authors: Marco Cattaneo, Gian Luca Giorgi, Roberta Zambrini and Sabrina Maniscalco
• Abstract要約: 本稿では,多部開量子系の力学における主衝突モデルについて概説する。 量子コンピュータ上でどのようにシミュレートされるかを示す。
• 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: The quantum collision models are a useful method to describe the dynamics of an open quantum system by means of repeated interactions between the system and some particles of the environment, which are usually termed "ancillas". In this paper, we review the main collision models for the dynamics of multipartite open quantum systems, which are composed of several subsystems. In particular, we are interested in models that are based on elementary collisions between the subsystems and the ancillas, and that simulate global and/or local Markovian master equations in the limit of infinitesimal timestep. After discussing the mathematical details of the derivation of a generic collision-based master equation, we provide the general ideas at the basis of the collision models for multipartite systems, we discuss their strengths and limitations, and we show how they may be simulated on a quantum computer. Moreover, we analyze some properties of a collision model based on entangled ancillas, derive the master equation it generates for small timesteps, and prove that the coefficients of this master equation are subject to a constraint that limits their generality. Finally, we present an example of this collision model with two bosonic ancillas entangled in a two-mode squeezed thermal state.
• Abstract（参考訳）: 量子衝突モデル(quantum collision model)は、システムと環境のいくつかの粒子との繰り返し相互作用によって、開量子システムのダイナミクスを記述するのに有用な方法である。 本稿では,複数のサブシステムから構成される多部開量子系の力学に対する主衝突モデルについて概説する。 特に、サブシステムとアンシラの間の初等衝突に基づくモデルに興味を持ち、無限小時間ステップの極限において大域および/または局所マルコフマスター方程式をシミュレートする。 一般の衝突に基づくマスター方程式の導出に関する数学的詳細を議論した後、多粒子系の衝突モデルに基づく一般的なアイデアを提供し、それらの強みと限界について議論し、量子コンピュータ上でどのようにシミュレートされるかを示す。 さらに,絡み合ったアンシラスに基づく衝突モデルのいくつかの特性を分析し,小さな時間ステップで生成するマスター方程式を導出し,このマスター方程式の係数が一般性を制限する制約下にあることを証明した。 最後に,2モードの圧縮熱状態に絡み合った2つのボソニックアンシラによる衝突モデルの例を示す。

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