論文の概要: Universal dissipators for driven open quantum systems and the correction to linear response

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.19262v3
• Date: Tue, 30 Sep 2025 12:23:22 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-10-01 19:34:21.389299
• Title: Universal dissipators for driven open quantum systems and the correction to linear response
• Title（参考訳）: 駆動型開量子系に対する普遍散逸器と線形応答の補正
• Authors: Lorenzo Bernazzani, Balázs Gulácsi, Guido Burkard,
• Abstract要約: 還元系の力学を特徴付ける散逸器は2つの部分から構成されていることを示す。 ひとつは普遍的であり、駆動項に関係なく同じ形式を保っていることを意味する。 リンドブラッド形式は記憶のない風呂のために回収される。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We investigate in parallel two common pictures used to describe quantum systems interacting with their surrounding environment, i.e., the stochastic Hamiltonian description, where the environment is implicitly included in the fluctuating internal parameters of the system, and the explicit inclusion of the environment via the time-convolutionless projection operator method. Utilizing these two different frameworks, we show that the dissipator characterizing the dynamics of the reduced system, determined up to second order in the noise strength or bath-system coupling, is composed of two parts. One is universal, meaning that it keeps the same form regardless of the drive term. This form constitutes the relevant part of the dissipator only as long as the drive is weak. We thoroughly discuss the assumptions on which this treatment is based and its limitations. Then, by considering the first non-vanishing higher-order term in our expansion, we derive the other, drive-dependent, term completing the full dissipator. This part of the dissipator, originating from the third cumulant, is usually neglected when modeling the decoherent dynamics of controlled qubits. However, this further term constitutes the linear response correction due to memory-mediated environmental effects in driven-dissipative quantum systems. Also, it notably shows that the structure of our quantum master equation goes beyond the Lindblad form. The Lindblad form is recovered for memory-less baths. Finally, we demonstrate this technique to be highly accurate for the problems of dephasing in a driven qubit and for the theory of pseudo-modes for quantum environments.
• Abstract（参考訳）: 本研究では, 周辺環境と相互作用する量子系を記述するために使用される2つの共通画像, すなわち, 確率的ハミルトン的記述において, 環境が変動する内部パラメータに暗黙的に含まれ, 時間畳み込みのない射影演算子法による環境の明示的包摂について検討する。 これら2つの異なる枠組みを用いて, 減音系の力学を特徴付ける散逸器が2つの部分から構成されていることを示す。 ひとつは普遍的であり、駆動項に関係なく同じ形式を保っていることを意味する。 この形状は、駆動が弱い限り、散逸器の関連部分を構成する。 我々は,この治療の根拠となる前提とその限界について,徹底的に論じる。 そして、我々の拡張における最初の非消滅的な高次項を考えることにより、一方の駆動依存項が完全散逸器を完結させる。 第3累積から派生した散逸器のこの部分は、通常、制御された量子ビットのデコヒーレント力学をモデル化する際に無視される。 しかし、この用語は、駆動散逸量子系におけるメモリによる環境効果による線形応答補正を構成する。 また、量子マスター方程式の構造がリンドブラッド形式を超えていることも顕著に示している。 リンドブラッド形式は記憶のない風呂のために回収される。 最後に、この手法は、駆動量子ビットにおける劣化問題や量子環境における擬似モードの理論に非常に正確であることを示す。

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