論文の概要: Structure of Quantum Mean Force Gibbs States for Coupled Harmonic Systems

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.02074v1
• Date: Tue, 03 Dec 2024 01:33:08 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-12-04 15:42:02.911561
• Title: Structure of Quantum Mean Force Gibbs States for Coupled Harmonic Systems
• Title（参考訳）: 結合調和系における量子平均力ギブズ状態の構造
• Authors: Joonhyun Yeo, Haena Shim,
• Abstract要約: 所定の温度で熱浴と相互作用するオープン量子系は、平均力ギブス状態(MFG)を定常状態として到達することが期待される。 システムと風呂の間の相互作用が無視できない場合、ハミルトニアン系のみから得られる通常のシステムギブス状態とは異なる。 浴槽境界からの距離の関数として,浴槽とのカップリング効果が指数関数的に低下することを示した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: An open quantum system interacting with a heat bath at given temperature is expected to reach the mean force Gibbs (MFG) state as a steady state. The MFG state is given by tracing out the bath degrees of freedom from the equilibrium Gibbs state of the total system plus bath. When the interaction between the system and the bath is not negligible, it is different from the usual system Gibbs state obtained from the system Hamiltonian only. Using the path integral method, we present the exact MFG state for a coupled system of quantum harmonic oscillators in contact with multiple thermal baths at the same temperature. We develop a nonperturbative method to calculate the covariances with respect to the MFG state. By comparing them with those obtained from the system Gibbs state, we find that the effect of coupling to the bath decays exponentially as a function of the distance from the system-bath boundary. This is similar to the skin effect found recently for a quantum spin chain interacting with an environment. Using the exact results, we also investigate the ultrastrong coupling limit where the coupling between the system and the bath gets arbitrarily large and make a connection with the recent result found for a general quantum system.
• Abstract（参考訳）: 所定の温度で熱浴と相互作用するオープン量子系は、平均力ギブス状態(MFG)を定常状態として到達することが期待される。 MFG状態は、全系+浴の平衡ギブス状態から自由度を追跡して与えられる。 システムと風呂の間の相互作用が無視できない場合、ハミルトニアン系のみから得られる通常のシステムギブス状態とは異なる。 経路積分法を用いて、同じ温度で複数の熱浴に接触する量子調和振動子の結合系に対する正確なMFG状態を示す。 我々は,MFG状態に関する共分散を計算するための非摂動的手法を開発した。 システムギブス状態から得られたものと比べると, 浴槽とのカップリング効果は, システムバス境界からの距離の関数として指数関数的に減衰することがわかった。 これは、最近環境と相互作用する量子スピン鎖の皮膚効果に類似している。 また, システムと浴室のカップリングが任意に大きくなる超強結合限界について検討し, 一般量子系における最近の結果と接続する。

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