論文の概要: Improving the understanding of the dynamics of open quantum systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.10901v1
- Date: Sun, 24 Dec 2023 17:19:03 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-03-18 07:28:31.131369
- Title: Improving the understanding of the dynamics of open quantum systems
- Title（参考訳）: 開量子系の力学の理解の改善
- Authors: Ali Raza Mirza,
- Abstract要約: この論文は、オープン量子系、すなわち周囲の環境と相互作用する量子系の研究を提示する。
一般的な前提は、システムと環境が最初に分離された初期状態にあることである。
また,SE結合強度を小さく保った場合でも,初期相関が果たす役割が顕著であることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/
- Abstract: This thesis presents studies performed on open quantum systems, that is, quantum systems interacting with their surrounding environment. Such systems are important not only in understanding the quantum-to-classical transition but also for the practical implementation of modern quantum technologies. In studies of open quantum systems performed to date, a very common assumption is that the system and the environment are in separated initial states to begin with. One primary objective of this thesis is to critically analyse this assumption. We follow two different approaches to investigate the dynamics. First, we solve an exactly solvable spin-spin model where a central spin system interacts with a collection of quantum spins. We analyse exactly the central spin dynamics, starting from both initially correlated and uncorrelated SE states, and look at the dynamical differences due to the different starting states. Second, we consider an arbitrary system interacting with an arbitrary environment and derive a master equation that describes the system dynamics and incorporates the effect of the initial SE correlations. This effect of initial correlations is captured by an extra term appearing in the master equation. The master equation is subsequently applied to the paradigmatic SE models such as the spin-boson model and the spin-spin model. We demonstrate that the role played by initial correlations can be noticeable even if the SE coupling strength is kept smaller. The next part of the thesis deals with estimating the parameters characterizing the environment of a quantum system where we show that the use of two two-level systems can greatly enhance the estimation of the environment parameters.
- Abstract（参考訳）: この論文は、オープン量子系、すなわち周囲の環境と相互作用する量子系の研究を提示する。
このようなシステムは、量子-古典遷移を理解するだけでなく、現代の量子技術の実践にも重要である。
これまで行われたオープン量子系の研究において、システムと環境が最初に分離された初期状態にあるという非常に一般的な仮定がある。
この論文の第一の目的は、この仮定を批判的に分析することである。
我々は力学を研究するために2つの異なるアプローチに従う。
まず、中心スピン系が量子スピンの集合と相互作用する、正確に解けるスピンスピンモデルを解く。
我々は、初期相関状態と非相関状態の両方から始まる中心スピンダイナミクスを正確に分析し、異なる開始状態による動的差異を考察する。
第2に、任意の環境と相互作用する任意の系を考え、システム力学を記述し、初期SE相関の効果を取り入れたマスター方程式を導出する。
初期相関のこの効果は、マスター方程式に現れる余分な項によって捉えられる。
その後、マスター方程式はスピン-ボソンモデルやスピン-スピンモデルのようなパラダイムSEモデルに適用される。
また,SE結合強度が小さくても,初期相関が果たす役割が顕著であることを示した。
論文の次の部分は、量子システムの環境を特徴づけるパラメータを推定することを扱う。
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