論文の概要: Enhancement of non-Markovianity due to environment-induced indirect interaction
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.00320v1
- Date: Fri, 01 Aug 2025 05:07:25 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-08-04 18:08:53.740828
- Title: Enhancement of non-Markovianity due to environment-induced indirect interaction
- Title（参考訳）: 環境誘起間接相互作用による非マルコフ性の向上
- Authors: Asif Zaman, Muhammad Faryad, Adam Zaman Chaudhry,
- Abstract要約: 非マルコフ性は純粋に軽蔑される単一の2レベルシステムに対して無視可能であることを示す。
また,2段階系の数が増えるにつれて,非マルコビアン性も増大することを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Non-Markovian effects are often significant when the system-environment coupling is not weak. Indeed, we find the non-Markovianity to be negligible for a single two-level system undergoing pure dephasing via interaction with a harmonic oscillator environment. In this paper, we examine a natural extension, namely a pure dephasing model where a collection of two-level systems interacts with a common environment. We obtain analytically the dynamics of the collection of the two-level systems, and then take a partial trace over all the two-level systems except one. This remaining single two-level system is shown to display markedly non-Markovian dynamics, even in the weak system-environment coupling regime. This is due to the indirect interaction between two-level systems induced by their interaction with the common environment. In fact, this indirect interaction can not only increase the non-Markovianity by orders of magnitude, but also display qualitatively different characteristics. For instance, for a single two-level system undergoing pure dephasing, the dynamics are Markovian for Ohmic and sub-Ohmic environments. This is markedly not the case when we consider multiple two-level systems. We also show that the non-Markovianity increases as we increase the number of two-level systems. These findings provide insights into controlling decoherence in multi-qubit quantum systems and have implications for quantum technologies where non-Markovianity can be a resource rather than a limitation.
- Abstract（参考訳）: 非マルコフ効果は、システム環境結合が弱くないときにしばしば重要である。
実際、非マルコフ性は、調和振動子環境との相互作用を通じて純粋に嫌悪される1つの2レベルシステムに対して無視可能である。
本稿では,2段階のシステムの集合が共通の環境と相互作用する,純粋なデファス化モデルである自然拡張について検討する。
解析学的に2レベルシステムの集合のダイナミクスを取得し、その後1つを除くすべての2レベルシステムの部分的トレースを取得する。
残りの1つの2レベル系は、弱い系-環境結合状態であっても、マルコフ力学を著しく非マルコフ力学で表す。
これは、共通の環境との相互作用によって誘導される2レベルシステム間の間接的相互作用によるものである。
実際、この間接的相互作用は、マグニチュードの順序によって非マルコフ性を増加させるだけでなく、質的に異なる性質を示す。
例えば、純粋に嫌悪される単一の2レベルシステムの場合、力学はオーミック環境と準オーミック環境のマルコビアンである。
複数の2レベルシステムを考えると、これは特にそうではない。
また,2段階系の数が増えるにつれて,非マルコビアン性も増大することを示す。
これらの発見は、マルチキュービット量子系のデコヒーレンス制御に関する洞察を与え、非マルコビアン性が制限ではなくリソースとなる量子技術に影響を及ぼす。
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