論文の概要: Equivalence between the second order steady state for spin-Boson model and its quantum mean force Gibbs state

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.08869v1
• Date: Wed, 13 Nov 2024 18:49:53 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-11-14 16:10:53.435527
• Title: Equivalence between the second order steady state for spin-Boson model and its quantum mean force Gibbs state
• Title（参考訳）: スピン-ボソン模型の2次定常状態とその量子平均力ギブス状態の等価性
• Authors: Prem Kumar, K. P. Athulya, Sibasish Ghosh,
• Abstract要約: 量子系が無視できないとき、その定常状態は教科書のギブス状態から逸脱する。 この定常状態は対応する一般化されたギブス状態と全く同じであることを示す。 この結果を用いて、パラメータの物理的選択の下での二重量子ドット系の力学と定常状態について検討する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.1406146587437904
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• Abstract: When the coupling of a quantum system to its environment is non-negligible, its steady state is known to deviate from the textbook Gibbs state. The Bloch-Redfield quantum master equation, one of the most widely adopted equations to solve the open quantum dynamics, cannot predict all the deviations of the steady state of a quantum system from the Gibbs state. In this paper, for a generic spin-boson model, we use a higher-order quantum master equation (in system environment coupling strength) to analytically calculate all the deviations of the steady state of the quantum system up to second order in the coupling strength. We also show that this steady state is exactly identical to the corresponding generalized Gibbs state, the so-called quantum mean force Gibbs state, at arbitrary temperature. All these calculations are highly general, making them immediately applicable to a wide class of systems well modeled by the spin-Boson model, ranging from various condensed phase processes to quantum thermodynamics. As an example, we use our results to study the dynamics and the steady state of a double quantum dot system under physically relevant choices of parameters.
• Abstract（参考訳）: 量子系の環境との結合が無視できないとき、その定常状態は教科書のギブス状態から逸脱することが知られている。 開量子力学を解く最も広く採用された方程式の1つであるブロッホ・レッドフィールド量子マスター方程式は、ギブス状態から量子系の定常状態の偏差を予測できない。 本稿では、一般的なスピン-ボソンモデルに対し、高階量子マスター方程式(システム環境結合強度)を用いて、結合強度における量子系の定常状態のすべての偏差を解析的に計算する。 また、この定常状態は、任意の温度で対応する一般化されたギブス状態、いわゆる量子平均力ギブス状態と全く同じであることを示す。 これらの計算はいずれも非常に一般的なもので、スピン-ボソンモデルによってモデル化された幅広い種類の系に直ちに適用でき、様々な凝縮相過程から量子熱力学まで様々である。 一例として、この結果を用いて、物理的に関連するパラメータの選択の下で二重量子ドット系の力学と定常状態を研究する。

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