論文の概要: A Clockwork Quantum: Symmetry, Noise, and the Emergence of Quantum Order
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.19348v1
- Date: Fri, 25 Jul 2025 14:59:03 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-07-28 16:16:49.003109
- Title: A Clockwork Quantum: Symmetry, Noise, and the Emergence of Quantum Order
- Title（参考訳）: クロックワーク量子:シンメトリー、ノイズ、および量子秩序の創発
- Authors: Eric R. Bittner, Bhavay Tyagi,
- Abstract要約: オープン量子系におけるノイズ誘起同期とコヒーレンス保護について検討した。
ノイズ相関の対称性が制御パラメータとして機能し、対称モードや反対称モードを保護していることを示す。
これらの洞察は、古典的および量子的状態における同期の統一的な見方を提供する。
- 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 present a concise review and perspective on noise-induced synchronization and coherence protection in open quantum systems, with emphasis on recent work involving coupled spins, oscillators, and anyons. When local environments exhibit internal correlations, the structure of the noise determines which collective modes become decoherence-protected. This leads to steady-state entanglement, phase locking, and exceptional points (EPs) in the Liouvillian spectrum, signaling a collapse of the mode basis and the emergence of non-dissipative stabilized dynamics. Using a Lindblad framework, we show that symmetry in the noise correlations acts as a control parameter, protecting symmetric or antisymmetric modes depending on the sign of the correlation. In the pure-dephasing limit, coherence decay mirrors the Anderson-Kubo model, where the effective fluctuation strength scales as $\sigma^2(1 \pm \xi)$, and the dynamical regime (Gaussian vs. Lorentzian) is set by the ratio \( \sigma / \gamma \). Thus, the environment not only drives decoherence but can also selectively suppress it through symmetry filtering. We also revisit historical and conceptual origins of this idea, beginning with Huygens synchronized pendulum clocks and culminating in modern non-Hermitian dynamics. Correlated noise-though classically stochastic-can organize quantum dynamics and protect coherence without direct control over the system. These insights offer a unifying view of synchronization in classical and quantum regimes, with implications for quantum sensing, engineered decoherence, and long-lived coherence in complex environments such as biological light-harvesting complexes or avian magnetoreception.
- Abstract（参考訳）: 本稿では、オープン量子系におけるノイズ誘起同期とコヒーレンス保護に関する簡潔なレビューと展望を、スピン、発振器、その他を含む最近の研究に焦点をあてる。
局所環境が内部相関を示す場合、ノイズの構造は、どの集団モードがデコヒーレンス保護されるかを決定する。
このことは、リウヴィリアスペクトルにおける定常状態の絡み合い、位相ロック、例外点(EP)を導き、モード基底の崩壊と非散逸安定化力学の出現を示唆する。
Lindbladフレームワークを用いて、ノイズ相関の対称性が制御パラメータとして機能し、相関の符号に応じて対称モードや反対称モードを保護することを示す。
純粋に強調される極限において、コヒーレンス崩壊はアンダーソン・クボモデル(英語版)(Anderson-Kubo model)を反映し、有効ゆらぎの強さは$\sigma^2(1 \pm \xi)$、動的レジーム(ガウス対ローレンツアン)は比 \( \sigma / \gamma \) で定義される。
したがって、環境はデコヒーレンスを駆動するだけでなく、対称性フィルタリングによって選択的に抑制することができる。
我々はまた、この考え方の歴史的および概念的起源を再考し、ヒューゲンスのシンクロナイズド・振り子時計から始まり、現代の非エルミート力学において頂点に達した。
相関ノイズ-古典的には確率的だが、量子力学を整理し、システムを直接制御することなくコヒーレンスを保護することができる。
これらの知見は、量子センシング、工学的なデコヒーレンス、生物学的光ハーベストト錯体や鳥の磁気受容のような複雑な環境における長期間のコヒーレンスなど、古典的および量子的状態における同期の統一的なビューを提供する。
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