論文の概要: Non-Markovian Quantum Master and Fokker-Planck Equation for Gravitational Systems and Gravitational Decoherence
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.11991v1
- Date: Wed, 16 Apr 2025 11:33:23 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-04-17 14:38:16.574537
- Title: Non-Markovian Quantum Master and Fokker-Planck Equation for Gravitational Systems and Gravitational Decoherence
- Title（参考訳）: 重力系と重力デコヒーレンスに対する非マルコフ量子マスターとフォッカープランク方程式
- Authors: Hing-Tong Cho, Bei-Lok Hu,
- Abstract要約: 量子マスター方程式は、量子重力場と相互作用する量子質量系の力学を記述する。
電磁場による量子系のデコヒーレンスの研究は、低い温度環境が量子情報処理実験の成功に寄与することを示した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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- Abstract: A quantum master equation describing the stochastic dynamics of a quantum massive system interacting with a quantum gravitational field is useful for the investigation of quantum gravitational and quantum informational issues such as the quantum nature of gravity, gravity-induced entanglement and gravitational decoherence. Studies of the decoherence of quantum systems by an electromagnetic field shows that a lower temperature environment is more conducive to successful quantum information processing experiments. Likewise, the quantum nature of (perturbative) gravity is far better revealed at lower temperatures than high, minimizing the corruptive effects of thermal noise. In this work, generalizing earlier results of the Markovian ABH master equation [1,2] which is valid only for high temperatures, we derive a non-Markovian quantum master equation for the reduced density matrix, and the associated Fokker-Planck equation for the Wigner distribution function, for the stochastic dynamics of two masses following quantum trajectories, interacting with a graviton field, including the effects of graviton noise, valid for all temperatures. We follow the influence functional approach exemplified in the derivation of the non-Markovian Hu-Paz-Zhang master equation [62,64] for quantum Brownian motion. We find that in the low temperature limit, the off-diagonal elements of the reduced density matrix decrease in time logarithmically for the zero temperature part and quadratically in time for the temperature-dependent part, which is distinctly different from the Markovian case. We end with a summary of our findings and a discussion on how this problem studied here is related to the quantum stochastic equation derived in [77] for gravitational self force studies, and to quantum optomechanics where experimental observation of gravitational decoherence and entanglement may be implemented.
- Abstract（参考訳）: 量子重力場と相互作用する量子質量系の確率力学を記述する量子マスター方程式は、重力の量子的性質、重力誘起絡み合い、重力デコヒーレンスなどの量子重力および量子情報問題の研究に有用である。
電磁場による量子系のデコヒーレンスの研究は、低い温度環境が量子情報処理実験の成功に寄与することを示した。
同様に、(摂動的な)重力の量子的性質は、高温よりも低い温度で明らかにし、熱雑音の劣化効果を最小化している。
本研究では, 高温のみに有効であるマルコフ型ABHマスター方程式 [1,2] の初期結果を一般化し, 還元密度行列に対する非マルコフ型量子マスター方程式と, ウィグナー分布関数に対する関連するフォッカー・プランク方程式を導出する。
我々は、量子ブラウン運動に対する非マルコフ的フー・パズ=張マスター方程式[62,64]の導出で実証された影響汎関数的アプローチに従う。
低温限界では, 還元密度行列の対角成分は0温度部で対数的に減少し, 温度依存部では2次的に減少し, マルコフの場合とは大きく異なることがわかった。
この問題は、[77]で導かれた重力自己力研究の量子確率方程式と、重力デコヒーレンスと絡み合いの実験的観察を行う量子光学学に関連している。
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