論文の概要: Exact finite-time correlation functions for multi-terminal setups: Connecting theoretical frameworks for quantum transport and thermodynamics

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.15065v4
• Date: Wed, 13 Nov 2024 14:27:46 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-11-14 19:24:55.942051
• Title: Exact finite-time correlation functions for multi-terminal setups: Connecting theoretical frameworks for quantum transport and thermodynamics
• Title（参考訳）: 多項集合に対する排他的有限時間相関関数:量子輸送と熱力学の理論的枠組みの連結
• Authors: Gianmichele Blasi, Shishir Khandelwal, Géraldine Haack,
• Abstract要約: オープン量子系の輸送は、量子マスター方程式、散乱行列、ハイゼンベルク運動方程式など、様々な理論的な枠組みを通して探索することができる。 既存の文献はこれらのアプローチを独立に扱い、統一された視点を欠いている。 本研究は,最小の単一レベル量子ドットモデルを用いて,これらのアプローチの役割と現状を明らかにすることで,このギャップに対処する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 11.061707876645764
• License:
• Abstract: Transport in open quantum systems can be explored through various theoretical frameworks, including the quantum master equation, scattering matrix, and Heisenberg equation of motion. The choice of framework depends on factors such as the presence of interactions, the coupling strength between the system and environment, and whether the focus is on steady-state or transient regimes. Existing literature treats these frameworks independently, lacking a unified perspective. Our work addresses this gap by clarifying the role and status of these approaches using a minimal single-level quantum dot model in a two-terminal setup under voltage and temperature biases. We derive analytical expressions for particle and energy currents and their fluctuations in both steady-state and transient regimes. Exact results from the Heisenberg equation are shown to align with scattering matrix and master equation approaches within their respective validity regimes. Crucially, we establish a protocol for the weak-coupling limit, bridging the applicability of master equations at weak-coupling with Heisenberg or scattering matrix approaches at arbitrary coupling strength.
• Abstract（参考訳）: オープン量子系の輸送は、量子マスター方程式、散乱行列、ハイゼンベルク運動方程式など、様々な理論的な枠組みを通して探索することができる。 フレームワークの選択は、相互作用の存在、システムと環境の間の結合強度、定常状態か過渡状態かといった要因に依存する。 既存の文献はこれらのフレームワークを独立して扱い、統一された視点を欠いている。 我々の研究は、電圧と温度の偏りの下での2段階のセットアップにおいて、最小レベルの量子ドットモデルを用いて、これらのアプローチの役割と現状を明らかにすることで、このギャップに対処する。 粒子およびエネルギー電流の解析式と定常状態と過渡状態の両方における変動を導出する。 ハイゼンベルク方程式の厳密な結果は、それぞれの妥当性条件の中で散乱行列やマスター方程式のアプローチと一致していることが示される。 重要なことは、Heisenberg や散乱行列による弱カップリングにおけるマスター方程式の適用性を任意の結合強度でブリッジし、弱カップリング限界のプロトコルを確立することである。

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