論文の概要: Application of the Fourth-Order Time Convolutionless Master Equation to
Open Quantum Systems with Infrared Diverging Dynamics
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2310.15089v1
- Date: Mon, 23 Oct 2023 16:51:25 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-10-24 18:47:07.693747
- Title: Application of the Fourth-Order Time Convolutionless Master Equation to
Open Quantum Systems with Infrared Diverging Dynamics
- Title(参考訳): 四次時間畳み込みマスター方程式の赤外拡散ダイナミクスを用いたオープン量子システムへの応用
- Authors: Elyana Crowder, Lance Lampert, Grihith Manchanda, Brian Shoffeitt,
Srikar Gadamsetty, Yiting Pei, Shantanu Chaudhary, Dragomir Davidovi\'c
- Abstract要約: 我々は、オープン量子系における時間畳み込みのないマスター方程式(TCL4)の正確な4階生成を単純化し、最適化する。
還元された力学は、密集した開量子系の集合において赤外偏光である。
TCL4マスター方程式は、オープン量子系における長時間のスケールのダイナミクスをレッドフィールドやデイヴィスのマスター方程式よりもはるかに正確に捉えている。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We simplify and optimize the exact 4th-order generator of the
time-convolutionless master equation (TCL4) in open quantum systems. The TCL4
generator contains a term that can introduce $1/f^{1-s}$ noise in the dynamics,
where $s$ is the power law in the spectral density at small frequency, $J\sim
f^s$. The reduced dynamics is infrared-divergent in a dense set of open quantum
systems and at any weak interaction, if and only if $s<1$. In contrast, the
dynamics generated by the 2nd-order Redfield master equation and the Davies
master equations are infrared-regular at any $s>0$. Fourth-order
population-to-coherence transfers compete with the Fermi golden rule and drive
the infrared divergence in the TCL4 generator. Next, we examine how the TCL4
master equation represents approach to a ground state in the open quantum
system, by comparing asymptotic states of the dynamics at zero temperature and
ground states computed to fourth order in the interaction. As a function of
$s$, we find that the asymptotic and ground states, respectively, display a
discontinuous and continuous phase transition at $s=1$. The TCL4 master
equation captures long-time scale dynamics in open quantum system much more
accurately than the Redfield or the Davies master equations when infrared
divergent dynamics is present or nearly present, potentially opening up new
research directions in quantum computing and light harvesting.
- Abstract(参考訳): オープン量子システムにおける時間畳み込みなしマスター方程式(tcl4)の正確な4次生成を単純化し、最適化する。
TCL4ジェネレータは1/f^{1-s}$ノイズを動的に導入できる用語を含み、$s$は小さな周波数でのスペクトル密度におけるパワー則、$J\sim f^s$である。
還元された力学は、密集した量子系の集合と弱い相互作用において赤外偏光であり、もしも、$s<1$である。
対照的に、2階のレッドフィールド・マスター方程式とデイビーズ・マスター方程式によって生成されるダイナミクスは、任意の$s>0$で赤外線規則的である。
4次人口対コヒーレンス転送はフェルミ黄金則と競合し、tcl4発電機の赤外線発散を駆動する。
次に, 開量子系の基底状態に対するTCL4マスター方程式のアプローチを, ゼロ温度での力学の漸近状態と相互作用の4次まで計算された基底状態とを比較して検討する。
s$ の関数として、漸近状態と基底状態はそれぞれ、不連続相転移と連続相転移を $s=1$ で表すことが分かる。
TCL4マスター方程式は、赤電場やデイビーズマスター方程式よりもはるかに正確に、赤外発散ダイナミクスが存在するか、あるいはほぼ存在していて、量子コンピューティングと光収穫の新しい研究方向を開く可能性がある。
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