論文の概要: Benchmarking quantum master equations beyond ultraweak coupling
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.08320v1
- Date: Wed, 13 Mar 2024 08:02:31 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-03-14 15:16:11.654981
- Title: Benchmarking quantum master equations beyond ultraweak coupling
- Title（参考訳）: 超弱結合を超えた量子マスター方程式のベンチマーク
- Authors: Camilo Santiago Tello Breuer and Tobias Becker and Andr\'e Eckardt
- Abstract要約: 最近、ネイサンとラドナーは、レッドフィールド方程式からゴリーニ-コサコフスキー-スダルシャン-リンドブラッドマスター方程式を導出した。
これは、物理状態を保証する量子マスター方程式であり、レッドフィールド方程式がまだ欠落しているのと同じくらい正確であるからである。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Recently, Nathan and Rudner derived a Gorini-Kossakowski-Sudarshan-Lindblad
master equation from the Redfield equation. The claim is that the level of
approximation is equal to that of the Redfield equation. This is ground
breaking work since a quantum master equation that guarantees physical states
and that is as accurate as the Redfield equation is still missing. Here we
benchmark the Nathan-Rudner equation (NRE) against the exact solution of a
damped harmonic oscillator and compare its performance to that of the
time-dependent Redfield equation (RE). We find that which of the equations
performs better depends on the regime considered. It turns out that the
short-time dynamics is generally much better captured by the RE, whereas the
NRE delivers similar results to the rotating-wave approximation. For the steady
state, in the high-temperature limit the RE also performs better and its
solution approaches the exact result for ultrahigh temperatures. Nevertheless,
also here the NR equation constitutes a good approximation. In the
low-temperature limit, in turn, the NRE still provides a good approximation to
the steady state, while the solution of the RE becomes unphysical for too
strong coupling. Moreover, we show that, like the RE, also the NRE approaches
the correct steady state in the limit of vanishing system-bath coupling.
However, in second-order system-bath coupling, where the RE is known to provide
the steady-state coherences correctly but not the populations, the NRE
generally neither reproduces the correct populations nor the coherences.
- Abstract（参考訳）: 最近、ネイサンとラドナーは、レッドフィールド方程式からゴリーニ-コサコフスキー-スダルシャン-リンドブラッドマスター方程式を導出した。
この主張は近似のレベルがレッドフィールド方程式のレベルと等しいというものである。
これは、物理状態を保証する量子マスター方程式であり、レッドフィールド方程式がまだ欠落しているのと同じくらい正確であるからである。
ここでは、減衰調和振動子の正確な解に対してネイサン・ラドナー方程式(NRE)をベンチマークし、その性能を時間依存のレッドフィールド方程式(RE)と比較する。
いずれの方程式がより良く動作するかは、考慮された体制に依存する。
NREは回転波近似に類似した結果をもたらすのに対し、短時間のダイナミクスは一般にREによりよりよく捉えられていることが判明した。
定常状態の場合、高温の制限下でもREはより良い性能を示し、その解は超高温の正確な結果に近づいた。
それにもかかわらず、ここでもNR方程式は良い近似を構成する。
低温の極限では、NREは依然として定常状態に良い近似を与えるが、REの解は強結合のときに非物理的になる。
さらに、REと同様、NREもシステムバス結合の消滅の限界において、正しい定常状態に近づいていることを示す。
しかし、REが安定状態のコヒーレンスを正しく提供していることが知られている2次のシステムバス結合では、NREは一般に正しい集団やコヒーレンスを再現しない。
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