論文の概要: Open quantum systems with non-commuting coupling operators: An analytic approach

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.01865v1
• Date: Sat, 3 Aug 2024 20:56:35 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-08-06 18:11:11.420137
• Title: Open quantum systems with non-commuting coupling operators: An analytic approach
• Title（参考訳）: 非可換結合作用素を持つ開量子系:解析的アプローチ
• Authors: Jakub Garwoła, Dvira Segal,
• Abstract要約: 非可換系演算子を介して複数の環境に強く結合したオープン量子系を扱うための解析的アプローチを提案する。 散逸性環境と脱コヒーレンス環境の両方に結合したスピン不純物に対して、実効ハミルトニアンは脱コヒーレンスによる緩和の抑制を予測する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We present an analytic approach to treat open quantum systems strongly coupled to multiple environments via noncommuting system operators, a prime example is a qubit concurrently coupled to both decoherring and dissipative baths. Our approach, which accommodates strong system-bath couplings, generalizes the recently developed reaction-coordinate polaron transform method [PRX Quantum ${\bf 4}$, 020307 (2023)] to handle couplings to baths via noncommuting system operators. This approach creates an effective Hamiltonian that reveals the cooperative effect of the baths on the system. For a spin impurity coupled to both dissipative and decoherring environments, the effective Hamiltonian predicts the suppression of relaxation by decoherence -- a phenomenon previously observed in simulations but lacking a theoretical foundation. We also apply the method to an ensemble of spins coupled to local baths through noncommuting operators, demonstrating the engineering of the Kitaev XY spin chain interaction. Noncommutativity is a feature of quantum systems; future prospects of our approach include the study of thermal machines that leverage such genuine quantum effects.
• Abstract（参考訳）: 本稿では、非共役系演算子を介して複数の環境に強く結合したオープン量子系を扱うための解析的アプローチを提案する。 システムバスの強い結合を許容する手法として,最近開発された反応座標ポラロン変換法[PRX Quantum ${\bf 4}$, 020307 (2023)]を一般化し,非可換系演算子を用いて浴槽への結合を処理する。 このアプローチは、システムに対する浴の協調効果を明らかにする効果的なハミルトニアンを生成する。 散逸性環境と脱コヒーレンス環境の両方に結合したスピン不純物の場合、実効的なハミルトンは脱コヒーレンスによる緩和の抑制を予測している。 また、この手法を非可換作用素を介して局所浴に結合したスピンのアンサンブルに適用し、北エフXYスピン鎖相互作用の工学的手法を実証する。 非可換性(noncommutativity)は量子システムの特徴であり、我々のアプローチの今後の展望には、そのような真の量子効果を利用する熱機械の研究が含まれる。

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