論文の概要: Non-Markovian Dynamics of Time-Fractional Open Quantum Systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.10488v1
- Date: Sat, 16 Dec 2023 15:48:55 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-12-19 16:18:52.859237
- Title: Non-Markovian Dynamics of Time-Fractional Open Quantum Systems
- Title(参考訳): 時間的自由量子系の非マルコフダイナミクス
- Authors: Dongmei Wei, Hailing Liu, Yongmei Li, Sujuan Qin, Qiaoyan Wen, Fei Gao
- Abstract要約: TimeFractional Schrodinger Equations (TFSEs) の量子プロセスへの応用は、実際の物理系の時間挙動を理解するための指導である。
我々は TimeFractional Single Qubit Open Systems (TFSQOS) に対して正確に解決する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 3.4758009824089067
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Applications of Time-Fractional Schrodinger Equations (TFSEs) to quantum
processes are instructive for understanding and describing the time behavior of
real physical systems. By applying three popular TFSEs, namely Naber's TFSE I,
Naber's TFSE II, and XGF's TFSE, to a basic open system model of a two-level
system (qubit) coupled resonantly to a dissipative environment, we solve
exactly for Time-Fractional Single Qubit Open Systems (TFSQOSs). However, the
three TFSEs perform badly for the following reasons. On the other hand, in the
respective frameworks of the three TFSEs, the total probability for obtaining
the system in a single-qubit state is not equal to one with time at fractional
order, implying that time-fractional quantum mechanics violates quantum
mechanical probability conservation. On the other hand, the latter two TFSEs
are not capable of describing the non-Markovian dynamics of the system at all
fractional order, only at some fractional order. To address this, we introduce
a well-performed TFSE by constructing a new analytic continuation of time
combined with the conformable fractional derivative, in which for all
fractional order, not only does the total probability for the system equal one
at all times but also the non-Markovian features can be observed throughout the
time evolution of the system. Furthermore, we study the performances of the
four TFSEs applying to an open system model of two isolated qubits each locally
interacting with its dissipative environment. By deriving the exact solutions
for time-fractional two qubits open systems, we show that our TFSE still
possesses the above two advantages compared with the other three TFSEs.
- Abstract(参考訳): 時間分解型シュロディンガー方程式(tfses)の量子プロセスへの応用は、実物理系の時間挙動の理解と記述を指導する。
Naber の TFSE I と Naber の TFSE II と XGF の TFSE という3つの一般的な TFSE を 2 レベルのシステム (qubit) を共振的に結合した基本開系モデルに適用することにより、時間的単一ビットオープンシステム (TFSQOSs) を正確に解くことができる。
しかし、3つのTFSEは以下の理由でひどいパフォーマンスをしている。
一方、3つのtfsesのそれぞれの枠組みでは、単一量子ビット状態における系を得るための全確率は分数次時間と等しいものではなく、時間分解型量子力学は量子力学的確率保存に違反していることを示している。
一方、後者の2つのTFSEは、任意の分数順序で、ある分数順序でのみ、システムの非マルコフ力学を記述することができない。
そこで本研究では,全ての分数次数に対して,システム全体の確率が常に1に等しいだけでなく,非マルコフ的特徴もシステムの時間発展を通じて観察できるような,時間の解析的継続と適合可能な分数微分を組み合わせることで,よく知られたtfseを導入する。
さらに, 4つのtfsesの性能を, 2つの分離量子ビットのオープンシステムモデルに適用し, その分散環境と局所的に相互作用する性能について検討した。
時間差2量子ビットオープンシステムの正確な解を導出することにより、私たちのTFSEは、他の3つのTFSEと比較して、上記の2つの利点を持っていることを示す。
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