論文の概要: Making Non-Markovian master equations accessible with approximate environments

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.22346v1
• Date: Fri, 27 Jun 2025 15:54:38 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-06-30 21:12:23.27623
• Title: Making Non-Markovian master equations accessible with approximate environments
• Title（参考訳）: 非マルコフ的マスター方程式を近似環境で利用できるようにする
• Authors: Gerardo Suárez, Michal Horodecki,
• Abstract要約: 本研究では, 主方程式における減衰正弦波の和として, 環境相関関数を表現できることを実証する。 この分解は、ラムシフト計算と崩壊率計算のコストを著しく削減する、かなりの利益をもたらす。 これらのラムシフト効果は、熱輸送のシナリオでは明らかに無視できない。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.4530027457862
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Accurate and efficient simulation of open quantum systems remains a significant challenge, particularly for Non-Markovian dynamics. We demonstrate the profound utility of expressing the environmental correlation function as a sum of damped sinusoidals within master equations. While not strictly required, this decomposition offers substantial benefits, crucially reducing the cost of Lamb-shift and decay rates calculations without sacrificing accuracy. Furthermore, this approach enables straightforward calculation of Lamb-shift corrections, bypassing the need for complex principal value integration. We show that these Lamb-shift effects are demonstrably non-negligible in heat transport scenarios, and are needed for an accurate description. Unlike in the Gorini-Kossakowski-Lindblad-Sudarshan(GKLS) master equation, the non-commuting nature of the Lamb-shift with the Hamiltonian in non-Markovian descriptions, coupled with GKLS's inaccuracies at early times, brings the necessity of Non-Markovian descriptions for finite-time thermodynamics. In the weak coupling regime, our Master Equation formulations with exponential decomposition achieve accuracy comparable to numerically exact methods. This methodology significantly simplifies and accelerates the simulation of non-Markovian dynamics in open quantum systems, offering a more reliable and computationally tractable alternative akin to a Global Master Equation.
• Abstract（参考訳）: 開量子系の正確な効率的なシミュレーションは、特に非マルコフ力学にとって重要な課題である。 本研究では, 主方程式における減衰正弦波の和として, 環境相関関数を表現することの深い有用性を示す。 厳密には必須ではないが、この分解は実質的な利点をもたらし、精度を犠牲にすることなくラムシフトと崩壊率の計算のコストを著しく削減する。 さらに、このアプローチは複雑な主値積分の必要性を回避し、ラムシフト補正の簡単な計算を可能にする。 これらのラムシフト効果は、熱輸送のシナリオでは明らかに無視できないものであり、正確な記述のために必要であることを示す。 ゴリーニ・コサコフスキー・リンドブラッド・スダルシャン(GKLS)マスター方程式とは異なり、非マルコフ的記述において、非マルコフ的記述において、ラムシフトの非可換性は、初期のGKLSの不正確さと相まって、有限時間熱力学における非マルコフ的記述の必要性をもたらす。 弱い結合状態においては、指数分解を伴うマスター方程式の定式化は数値的に正確な手法に匹敵する精度を達成する。 この手法はオープン量子系における非マルコフ力学のシミュレーションを著しく単純化し、加速し、Global Master Equationのようなより信頼性が高く、計算的に計算可能な代替手段を提供する。

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