論文の概要: Floquet theory and applications in open quantum and classical systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.01783v1
- Date: Sun, 03 Aug 2025 14:46:21 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-08-05 18:25:22.063147
- Title: Floquet theory and applications in open quantum and classical systems
- Title（参考訳）: 開量子および古典系におけるフロケ理論と応用
- Authors: Masahiro Sato, Tatsuhiko N. Ikeda,
- Abstract要約: 本稿では、開(散逸)量子系または古典系におけるフロケット工学(FE)現象を解析するための理論的手法について概説する。
運転場によるエネルギ注入と浴室への放出とのバランスにより, 長時間運転後に非平衡定常状態が出現することを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.6887381380521878
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: This article reviews theoretical methods for analyzing Floquet engineering (FE) phenomena in open (dissipative) quantum or classical systems, with an emphasis on our recent results. In many theoretical studies for FE in quantum systems, researchers have used the Floquet theory for closed (isolated) quantum systems, that is based on the Schr\"odinger equation. However, if we consider the FE in materials driven by an oscillating field like a laser, a weak but finite interaction between a target system and an environment (bath) is inevitable. In this article, we describe these periodically driven dissipative systems by means of the quantum master (GKSL) equation. In particular, we show that a nonequilibrium steady state appears after a long driving due to the balance between the energy injection by the driving field and the release to the bath. In addition to quantum systems, if we try to simply apply Floquet theory to periodically driven classical systems, it failed because the equation of motion (EOM) is generally nonlinear, and the Floquet theorem can be applied only to linear differential equations. Instead, by considering the distribution function of the classical variables (i.e., Fokker-Planck equation), one can arrive at the effective EOM for the driven systems. We illustrate the essence of the Floquet theory for classical systems. On top of fundamentals of the Floquet theory, we review representative examples of FEs (Floquet topological insulators, inverse Faraday effects in metals and magnets, Kapitza pendulum, etc.) and dissipation-assisted FEs.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,Floquet Engineering(FE)現象をオープンな(散逸的な)量子系や古典系で解析するための理論的手法を概説する。
量子系におけるFEに関する多くの理論的研究において、研究者は閉じた(孤立した)量子系にフロケ理論を用いており、これはシュリンガー方程式に基づいている。
しかし、レーザーのような振動場によって駆動される材料中のFEを考えると、ターゲット系と環境(バス)との間の弱いが有限な相互作用は避けられない。
本稿では、これらの周期的に駆動される散逸系を量子マスター方程式(GKSL)を用いて記述する。
特に,運転場によるエネルギ注入と浴室への放出とのバランスにより,長時間運転後に非平衡定常状態が出現することを示す。
量子系に加えて、Floquet理論を周期的に駆動される古典系に適用しようとすると、運動方程式(EOM)が一般に非線形であるため失敗し、Floquet定理は線型微分方程式にのみ適用できる。
代わりに、古典変数(例えばフォッカー・プランク方程式)の分布関数を考えることで、駆動系に対する効率的なEOMに到達することができる。
古典システムにおけるフロケ理論の本質を説明する。
Floquet理論の基礎として, FE(Floquet Topological Insulator, inverse Faraday Effect in Metals and magnets, Kapitza pendulumなど) および消散支援FEの代表的な例を概説する。
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