論文の概要: Hybrid quantum-classical systems: Quasi-free Markovian dynamics

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2307.02611v2
• Date: Thu, 30 May 2024 17:35:33 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-06-01 00:02:40.316287
• Title: Hybrid quantum-classical systems: Quasi-free Markovian dynamics
• Title（参考訳）: ハイブリッド量子古典系:準自由マルコフ力学
• Authors: Alberto Barchielli, Reinhard Werner,
• Abstract要約: 量子古典ハイブリッド系の場合、最も一般的な動的半群を特徴づけるという問題は準自由な制約の下で解決される。 マルチタイム確率を抽出する方法と、正の演算子値測度と計器の量子概念にそれらを接続する方法を示す。 古典的成分が量子的成分にノイズを入力し、古典的システムが量子的成分の振る舞いに関する情報を抽出する方法を示す具体的な例が与えられる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: In the case of a quantum-classical hybrid system with a finite number of degrees of freedom, the problem of characterizing the most general dynamical semigroup is solved, under the restriction of being quasi-free. This is a generalization of a Gaussian dynamics, and it is defined by the property of sending (hybrid) Weyl operators into Weyl operators in the Heisenberg description. The result is a quantum generalization of the L\'evy-Khintchine formula; Gaussian and jump contributions are included. As a byproduct, the most general quasi-free quantum-dynamical semigroup is obtained; on the classical side the Liouville equation and the Kolmogorov-Fokker-Planck equation are included. As a classical subsystem can be observed, in principle, without perturbing it, information can be extracted from the quantum system, even in continuous time; indeed, the whole construction is related to the theory of quantum measurements in continuous time. While the dynamics is formulated to give the hybrid state at a generic time $t$, we show how to extract multi-time probabilities and how to connect them to the quantum notions of positive operator valued measure and instrument. The structure of the generator of the dynamical semigroup is analized, in order to understand how to go on to non quasi-free cases and to understand the possible classical-quantum interactions; in particular, all the interaction terms which allow to extract information from the quantum system necessarily vanish if no dissipation is present in the dynamics of the quantum component. A concrete example is given, showing how a classical component can input noise into a quantum one and how the classical system can extract information on the behaviour of the quantum one.
• Abstract（参考訳）: 有限自由度を持つ量子古典ハイブリッド系の場合、準自由な制約の下で、最も一般的な動的半群を特徴づける問題は解決される。 これはガウス力学の一般化であり、ハイゼンベルクの記述においてワイル作用素をワイル作用素に送る性質によって定義される。 結果は L'evy-Khintchine の公式の量子一般化であり、ガウスとジャンプの寄与を含んでいる。 副生成物として、最も一般的な準自由量子力学半群が得られ、古典的な側では、リウヴィル方程式とコルモゴロフ-フォッカー-プランク方程式を含む。 古典的なサブシステムが観測できるため、原則として摂動することなく、連続した時間でも量子系から情報を抽出することができる。 ダイナミクスは、一般的な時間$t$でハイブリッド状態を与えるように定式化されているが、マルチタイム確率を抽出する方法と、正の演算子値測度と計器の量子概念にそれらを接続する方法を示す。 動的半群の生成元の構造は、非準自由なケースに進む方法を理解し、古典量子相互作用の可能性を理解するために、アナル化され、特に、量子系から情報を抽出できるすべての相互作用項は、量子成分の力学に散逸が存在しない場合に必ず消滅する。 古典的成分が量子的成分にノイズを入力し、古典的システムが量子的成分の振る舞いに関する情報を抽出する方法を示す具体的な例が与えられる。

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