論文の概要: Phase space measures of information flow in open systems: A quantum and classical perspective of non-Markovianity
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.08749v1
- Date: Fri, 13 Sep 2024 12:00:14 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-09-16 16:49:03.779812
- Title: Phase space measures of information flow in open systems: A quantum and classical perspective of non-Markovianity
- Title（参考訳）: 開系における情報フローの位相空間測度:非マルコビアン性に関する量子的および古典的視点
- Authors: Moritz F. Richter, Heinz-Peter Breuer,
- Abstract要約: 量子状態の任意のペアに対して、コルモゴロフ距離がトレース距離と一致するユニークな準確率分布を見つけることができることを示す。
さらに、距離測度の量子-古典的遷移について研究する。
- 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: The exchange of information between an open quantum system and its environment, especially the backflow of information from the environment to the open system associated with quantum notions of non-Markovianity, is a widely discussed topic for years now. This information flow can be quantified by means of the trace distance of pairs of quantum states which provides a measure for the distinguishability of the states. The same idea can also be used to characterize the information flow in classical open systems through a suitable distance measure for their probability distributions on phase space. Here, we investigate the connection between the trace distance based quantum measure and the Kolmogorov distance for differently ordered quasi-probability distributions on phase space. In particular, we show that for any pair of quantum states one can find a unique quasi-probability distribution for which the Kolmogorov distance coincides with the trace distance. We further study the quantum-to-classical transition of the distance measures. Employing the Caldeira-Legget model of quantum Brownian motion as a prototypical example, numerical simulations indicate a particularly rapid convergence of the Kolmogorov distance of the Wigner functions to the trace distance in the classical uncertainty limit, which establishes the Wigner function distance as an optimal tool for measuring semi-classical information backflow and for quantifying non-Markovianity in open continuous variable quantum systems.
- Abstract（参考訳）: オープン量子システムとその環境、特に環境から非マルコビアン性の量子概念に関連するオープンシステムへの情報のバックフローの間の情報の交換は、近年広く議論されているトピックである。
この情報の流れは、状態の区別可能性の尺度を提供する量子状態のペアのトレース距離によって定量化することができる。
同じ考え方は、位相空間上の確率分布の適切な距離測度を通じて、古典的開系における情報の流れを特徴づけるためにも用いられる。
ここでは、位相空間上の異なる順序の準確率分布に対するトレース距離に基づく量子測度とコルモゴロフ距離との接続について検討する。
特に、任意の量子状態に対して、コルモゴロフ距離がトレース距離と一致するユニークな準確率分布を見つけることができることを示す。
さらに、距離測度の量子-古典的遷移について研究する。
量子ブラウン運動のカルデイラ・レゲットモデル(Caldeira-Legget model)を原型的な例として用いて、数値シミュレーションにより、ウィグナー関数のコルモゴロフ距離が古典的不確実性限界のトレース距離に特に急速に収束していることが示され、これは半古典的な情報バックフローの測定と開連続変数量子系における非マルコフ性の定量化のための最適なツールとしてウィグナー関数距離を確立する。
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