論文の概要: Non-Markovian Quantum Mpemba effect

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.05756v2
• Date: Tue, 30 Apr 2024 12:14:03 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-05-01 19:18:28.790515
• Title: Non-Markovian Quantum Mpemba effect
• Title（参考訳）: 非マルコフ量子ムペンバ効果
• Authors: David J. Strachan, Archak Purkayastha, Stephen R. Clark,
• Abstract要約: 我々は、非平衡状態が平衡に近い状態よりも速く緩和できるMpemba効果を研究する。 我々の研究は、量子系における加速緩和の基礎となるリッチな物理学に関する新たな洞察を提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Since it's rediscovery in the twentieth century, the Mpemba effect, where a far-from-equilibrium state may relax faster than a state closer to equilibrium, has been extensively studied in classical systems and has recently received significant attention in quantum systems. Many theories explaining this counter-intuitive behavior in classical systems rely on memory effects. However, in quantum systems, the relation between the Mpemba effect and memory has remained unexplored. In this work, we consider a general non-Markovian open quantum setting and reveal new classes of quantum Mpemba effects, with no analog in Markovian quantum dynamics. Generically, open quantum dynamics possess a finite memory time and a unique steady state. Due to non-Markovian dynamics, even if the system is initialized in the steady state it can take a long time to relax back. We find other initial states that reach the steady state much faster. Most notably, we demonstrate that there can be an initial state in which the system reaches the steady state within the finite memory time itself, therefore giving the fastest possible relaxation to stationarity. We verify the effect for quantum dot systems coupled to electronic reservoirs in equilibrium and non-equilibrium setups at weak, intermediate and strong coupling, and both with and without interactions. Our work provides new insights into the rich physics underlying accelerated relaxation in quantum systems.
• Abstract（参考訳）: 20世紀の再粘性のため、非平衡状態が平衡に近い状態よりも速く緩和することのできるムペンバ効果は古典的なシステムで広く研究され、近年量子システムにおいて大きな注目を集めている。 古典システムにおけるこの反直観的行動を説明する多くの理論は、記憶効果に依存している。 しかし、量子系では、Mpemba効果とメモリの関係は未解明のままである。 本研究では、一般の非マルコフ的開量子集合を考察し、マルコフ的量子力学に類似しない新しい量子Mpemba効果のクラスを明らかにする。 本質的には、開量子力学は有限記憶時間と一意の定常状態を持つ。 非マルコフ力学のため、システムが定常状態において初期化されているとしても、緩和するのに長い時間がかかる。 定常状態に達するのをはるかに速くする他の初期状態を見つけます。 最も注目すべきは、系が有限メモリ時間内で定常状態に達する初期状態が存在することを示し、従って定常性に最も早く緩和できることを示すことである。 電子貯水池に結合した量子ドット系が、弱い、中間的、強い結合、相互作用のない相互作用において、平衡状態および非平衡状態における効果を検証する。 我々の研究は、量子系における加速緩和の基礎となるリッチな物理学に関する新たな洞察を提供する。

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