論文の概要: Quantumness of electron transport in quantum dot devices through Leggett-Garg inequalities: A non-equilibrium Green's function approach
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2401.12502v3
- Date: Mon, 17 Jun 2024 17:15:57 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-06-19 06:54:55.196555
- Title: Quantumness of electron transport in quantum dot devices through Leggett-Garg inequalities: A non-equilibrium Green's function approach
- Title（参考訳）: Leggett-Garg不等式による量子ドットデバイスにおける電子輸送の量子性:非平衡グリーン関数アプローチ
- Authors: Thingujam Yaiphalemba Meitei, Saikumar Krithivasan, Arijit Sen, Md Manirul Ali,
- Abstract要約: 貯水池と相互作用する量子系の非マルコフ力学について検討する。
我々のアプローチは、他の量子多体系の量子性を目撃する新たな可能性を開く可能性が高い。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Although coherent manipulation of electronic states can be achieved in quantum dot (QD) devices by harnessing nanofabrication tools, it is often hard to fathom the extent to which these nanoelectronic devices can behave quantum mechanically. Witnessing their nonclassical nature would thus remain of paramount importance in the emerging world of quantum technologies, since the coherent dynamics of electronic states plays there a crucial role. Against this backdrop, we resort to the general framework of Leggett-Garg inequalities (LGI) as it allows for distinguishing the classical and quantum transport through nanostructures by way of various two-time correlation functions. Using the local charge detection at two different time, we investigate here theoretically whether any quantum violation of the original LGI exists with varying device configurations and parameters under both Markovian and non-Markovian dynamics. Two-time correlators within LGI are derived in terms of the non-equilibrium Green's functions (NEGFs) by exactly solving the quantum Langevin equations. The present study of non-Markovian dynamics of quantum systems interacting with reservoirs is significant for understanding the relaxation phenomenon in the ultrafast transient regime to especially mimic what happens to high-speed quantum devices. We can potentially capture the effect of finite reservoir correlation time by accounting for level broadening at the electrodes along with non-Markovian memory effects. Furthermore, the large bias restriction is no longer imposed in our calculations so that we can safely consider a finite bias between the electronic reservoirs. Our approach is likely to open up new possibilities of witnessing the quantumness for other quantum many-body systems as well that are driven out of the equilibrium.
- Abstract（参考訳）: 電子状態のコヒーレントな操作は、ナノファブリケーションツールを利用することで量子ドット(QD)デバイスで達成できるが、これらのナノエレクトロニクスデバイスが量子力学的に振る舞う範囲を太くすることはしばしばである。
そのため、電子状態のコヒーレントなダイナミクスが重要な役割を担っているため、量子技術の新興世界では、その非古典的な性質が最重要視される。
このような背景から、LGI(Leggett-Garg inequality)の一般的な枠組みを利用して、ナノ構造を介する古典的および量子的輸送を、様々な2時間相関関数によって区別することができる。
2つの異なる時間における局所電荷検出を用いて、マルコフ力学と非マルコフ力学の両方の下で、元のLGIの量子違反が存在するかどうかを理論的に調査する。
LGI内の2時間相関子は、量子ランゲヴィン方程式を正確に解くことによって、非平衡グリーン関数(NEGF)によって導出される。
貯水池と相互作用する量子系の非マルコフ力学の研究は、超高速な過渡状態における緩和現象を理解し、特に高速な量子デバイスに起こることを模倣するために重要である。
非マルコフ記憶効果とともに電極の水平拡大を考慮し, 有限貯水池相関時間の影響を捉えることができる。
さらに、電子貯水池間の有限バイアスを安全に考慮できるように、我々の計算では大きなバイアス制限はもはや課されない。
我々のアプローチは、平衡から追い出される他の量子多体系の量子性を目撃する新たな可能性を開く可能性が高い。
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