論文の概要: Unified Framework for Open Quantum Dynamics with Memory
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.13233v2
- Date: Tue, 30 Jan 2024 04:25:26 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-01-31 18:31:38.906868
- Title: Unified Framework for Open Quantum Dynamics with Memory
- Title（参考訳）: メモリを用いたオープン量子ダイナミクスのための統一フレームワーク
- Authors: Felix Ivander, Lachlan P. Lindoy, and Joonho Lee
- Abstract要約: 浴槽に結合した量子系の力学の研究は、典型的には中島・ズワンジグメモリカーネル(mathcalK$)や影響関数(mathbfI$)を利用して行われる。
その重要性にもかかわらず、メモリカーネルと影響関数の間の正式な接続は明確にされていない。
システムプロパゲータの下の図形構造, $mathbfI$ および $mathcalK$ の観測を通してそれらの関係を明らかにする。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.639482556214273
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Studies of the dynamics of a quantum system coupled to a bath are typically
performed by utilizing the Nakajima-Zwanzig memory kernel (${\mathcal{K}}$) or
the influence functions ($\mathbf{{I}}$), especially when the dynamics exhibit
memory effects (i.e., non-Markovian). Despite their significance, the formal
connection between the memory kernel and the influence functions has not been
explicitly made. We reveal their relation through the observation of a
diagrammatic structure underlying the system propagator, $\mathbf{{I}}$, and
${\mathcal{K}}$. Based on this, we propose a non-perturbative, diagrammatic
approach to construct ${\mathcal{K}}$ from $\mathbf{{I}}$ for (driven) systems
interacting with harmonic baths without the use of any projection-free dynamics
inputs required by standard approaches. With this construction, we also show
how approximate path integral methods can be understood in terms of approximate
memory kernels. Furthermore, we demonstrate a Hamiltonian learning procedure to
extract the bath spectral density from a set of reduced system trajectories
obtained experimentally or by numerically exact methods, opening new avenues in
quantum sensing and engineering. The insights we provide in this work will
significantly advance the understanding of non-Markovian dynamics, and they
will be an important stepping stone for theoretical and experimental
developments in this area.
- Abstract（参考訳）: 浴場に結合した量子系のダイナミクスの研究は、一般に中島-ツワンジグメモリカーネル({\mathcal{k}}$)や影響関数(\mathbf{{i}}$)を利用して行われる。
その重要性にもかかわらず、メモリカーネルと影響関数の正式な接続は明確にされていない。
これらの関係をシステムプロパゲータの基礎となるダイアグラム構造、$\mathbf{{i}}$、${\mathcal{k}}$の観察を通して明らかにする。
これに基づいて,標準手法で要求される投影自由ダイナミクス入力を使わずに高調波浴と相互作用する(駆動)システムに対して,$\mathbf{{i}}$ から${\mathcal{k}}$ を構築するための非摂動的,図式的手法を提案する。
この構成により、近似パス積分法は、近似メモリカーネルを用いてどのように理解できるかを示す。
さらに, 実験または数値的精密な手法により得られた一連の還元系軌道から浴のスペクトル密度を抽出し, 量子センシングと工学の新たな道を開くためのハミルトン学習手法を示す。
この研究で提供される洞察は、非マルコフ力学の理解を著しく前進させ、この領域における理論的および実験的発展にとって重要な足掛かりとなる。
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