論文の概要: Computable measures of non-Markovianity for Gaussian free fermion systems

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.25953v1
• Date: Tue, 30 Sep 2025 08:47:20 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-10-01 14:45:00.070757
• Title: Computable measures of non-Markovianity for Gaussian free fermion systems
• Title（参考訳）: ガウス自由フェルミオン系に対する非マルコビアン性の計算可能な測度
• Authors: Giuliano Chiriacò,
• Abstract要約: 自由フェルミオン力学により支配される開量子系における非マルコビアン性の測定について検討する。 ガウス状態の場合、トレースベースの距離(特にヒルベルト・シュミットノルム)と2階ルネニイ相互情報は効率的に表現できる。
• 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 measures of non-Markovianity in open quantum systems governed by Gaussian free fermionic dynamics. Standard indicators of non-Markovian behavior, such as the BLP and LFS measures, are revisited in this context. We show that for Gaussian states, trace-based distances -- specifically the Hilbert-Schmidt norm -- and second-order R\'enyi mutual information can be efficiently expressed in terms of two-point correlation functions, enabling practical computation even in systems where the full density matrix is intractable. Crucially, this framework remains valid even when the density matrix of the system is an average over stochastic Gaussian trajectories, yielding a non-Gaussian state. We present efficient numerical protocols based on this structure and demonstrate their feasibility through a small-scale simulation. Our approach opens a scalable path to quantifying non-Markovianity in interacting or measured fermionic systems, with applications in quantum information and non-equilibrium quantum dynamics.
• Abstract（参考訳）: ガウス自由フェルミオン力学によって支配される開量子系における非マルコフ性の測定について検討する。 BLP や LFS などの非マルコフ的行動の標準的な指標はこの文脈で再検討される。 ガウス状態の場合、トレースベース距離(特にヒルベルト・シュミットノルム)と第二次R'enyi相互情報は、2点相関関数の言葉で効率的に表現でき、フル密度行列が抽出可能なシステムでも実用的な計算が可能であることを示す。 重要なことに、このフレームワークは、系の密度行列が確率的なガウス軌道よりも平均である場合でも有効であり、非ガウス状態をもたらす。 本稿では,この構造に基づく効率的な数値計算手法を提案し,その実現可能性を示す。 我々のアプローチは、相互作用または測定されたフェルミオン系における非マルコビアン性を定量化するスケーラブルな経路を開き、量子情報や非平衡量子力学に応用する。

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