論文の概要: Macroscopic Particle Transport in Dissipative Long-Range Bosonic Systems

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.13731v1
• Date: Mon, 17 Mar 2025 21:38:10 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-03-19 14:14:07.300056
• Title: Macroscopic Particle Transport in Dissipative Long-Range Bosonic Systems
• Title（参考訳）: 散逸性長周期ボゾン系におけるマクロ粒子輸送
• Authors: Hongchao Li, Cheng Shang, Tomotaka Kuwahara, Tan Van Vu,
• Abstract要約: オープン量子系に対する一般化された最適輸送理論を開発する。 最適輸送は, 単体損失か多体損失かによって, 根本的な違いを示すことを示す。 一定期間に一定数の粒子を輸送する確率を1体損失で上界に導出する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.472765571857264
• License:
• Abstract: The inevitable loss of particles in quantum many-body systems provides a more general and experimentally realistic perspective on particle transport. In this work, we determine the maximal speed of macroscopic particle transport in dissipative bosonic systems featuring both long-range hopping and long-range interactions. By developing a generalized optimal transport theory for open quantum systems, we rigorously establish the relationship between the minimum transport time and the source-target distance, and investigate the maximal transportable distance of bosons. We demonstrate that optimal transport exhibits a fundamental distinction depending on whether the system experiences one-body loss or multi-body loss. Furthermore, we present the minimal transport time and the maximal transport distance for systems with both gain and loss. We observe that even an arbitrarily small gain rate enables transport over long distances if the lattice gas is dilute. Moreover, we generally reveal that the emergence of decoherence-free subspaces facilitates the long-distance and perfect transport process. We also derive an upper bound for the probability of transporting a given number of particles during a fixed period with one-body loss. Possible experimental protocols for observing our theoretical predictions are discussed.
• Abstract（参考訳）: 量子多体系における粒子の必然的損失は、粒子輸送に関するより一般的で実験的に現実的な視点を与える。 本研究では,長距離ホッピングと長距離相互作用を兼ね備えた散逸型ボゾン系における粒子輸送の最大速度を決定する。 開放量子系に対する一般化された最適輸送理論を開発することにより、最小輸送時間とソース・ターゲット距離の関係を厳格に確立し、ボソンの最大輸送距離について検討する。 最適輸送は, 単体損失か多体損失かによって, 根本的な違いを示すことを示す。 さらに、ゲインとロスの両方を有するシステムに対して、最小輸送時間と最大輸送距離を提示する。 格子ガスが希薄であれば、任意に小さな利得率でも長距離輸送が可能となる。 さらに,デコヒーレンスのない部分空間の出現は,長距離かつ完全輸送プロセスを促進することが一般的である。 また, 一定期間に一定数の粒子を輸送する確率について上界を導出する。 理論的予測を観察するための可能な実験的プロトコルについて論じる。

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