論文の概要: Dynamics of a small quantum system open to a bath with thermostat
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2404.15568v1
- Date: Tue, 23 Apr 2024 23:45:56 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-04-25 15:03:25.044301
- Title: Dynamics of a small quantum system open to a bath with thermostat
- Title（参考訳）: サーモスタットと入浴した小さな量子系のダイナミクス
- Authors: Chulan Kwon, Ju-Yeon Gyhm,
- Abstract要約: サーモスタット付き浴槽に開放された小さな量子系の力学について検討する。
サーモスタットを提供するために、風呂と弱く結合した「スーパーバス」という別の風呂を導入する。
定常状態はサーモスタットに依存しないが、時間依存状態は共通の期待と一致する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We investigate dynamics of a small quantum system open to a bath with thermostat. We introduce another bath, called super bath, weakly coupled with the bath to provide it with thermostat, which has either the Lindblad or Redfield type. We treat the interaction between the system and bath via a rigorous perturbation theory. Due to the thermostat, the bath behaves dissipative and stochastic, for which the usual Born-Markov assumption is not needed. We consider a specific example of a harmonic oscillator system, and a photonic bath in a large container, and a super bath of the Caldeira-Legget oscillators distributed on the inner surface of the container. We use the $P$-representation for the total harmonic system. We derive the reduced time-evolution equation for the system by explicitly finding the correlation between the system and bath beyond the product state, that was not obtainable in the previous theory for the system and bath isolated from environment, and marginalizing bath degrees of freedom. Remarkably, the associated dynamic equation for the system density matrix is of the same form as the Redfield master equation with different coefficients depending on thermostat used. We find steady state does not depend on thermostat, but time-dependent state does, that agrees with common expectation. We expect to apply our theory to general systems. Unlike the usual quantum master equations, our reduced dynamics allows investigation for time-dependent protocols and non-equilibrium quantum stochastic dynamics will be investigated in future.
- Abstract（参考訳）: サーモスタット付き浴槽に開放された小さな量子系の力学について検討する。
サーモスタットはリンドブラッド型かレッドフィールド型かのどちらかで, 浴槽と弱く結合し, サーモスタットが提供される。
厳密な摂動理論を用いて, システムと浴槽の相互作用を考察する。
サーモスタットのため、浴槽は散発的で確率的に振る舞うが、通常のボルン・マルコフの仮定は必要ない。
本研究では,高調波発振器システム,大型容器内のフォトニックバス,容器内面に分布するカルデイラ・レゲット発振器のスーパーバスについて考察する。
我々は全調和系に対して$P$-representationを使用する。
システムと浴の相関関係を, 環境から分離した浴と浴との相関関係が, 従来の理論では得られなかったこと, 浴の自由度を極端に制限することから, システムの時間進化方程式を導出した。
注目すべきことに、系密度行列の関連する力学方程式は、使用したサーモスタットに依存する係数の異なるレッドフィールド・マスター方程式と同じ形式である。
定常状態はサーモスタットに依存しないが、時間依存状態は共通の期待と一致する。
我々は我々の理論を一般的なシステムに適用することを期待している。
通常の量子マスター方程式とは異なり、我々の還元力学は時間依存プロトコルの研究を可能にし、非平衡量子確率力学は将来的に研究される。
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