論文の概要: Current fluctuations in nonequilibrium open quantum systems beyond weak coupling: a reaction coordinate approach
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.14926v1
- Date: Thu, 16 Oct 2025 17:40:32 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-10-17 21:15:14.982331
- Title: Current fluctuations in nonequilibrium open quantum systems beyond weak coupling: a reaction coordinate approach
- Title（参考訳）: 弱結合を超える非平衡開量子系の電流揺らぎ-反応座標アプローチ
- Authors: Khalak Mahadeviya, Saulo V. Moreira, Sheikh Parvez Mandal, Mahasweta Pandit, Javier Prior, Mark T. Mitchison,
- Abstract要約: 我々は、弱結合系とマルコフ系以外の開量子系の現在のゆらぎについて検討する。
完全なカウント統計と反応座標マッピングを組み合わせることで、定常電流変動の計算を可能にするフレームワークを開発する。
この結果から,量子デバイスにおける電流変動を,標準の弱結合パラダイムを超えて制御するための新たな洞察と設計原則が得られた。
- 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 current fluctuations in open quantum systems beyond the weak-coupling and Markovian regimes, focusing on a coherently driven qubit strongly coupled to a structured bosonic environment. By combining full counting statistics with the reaction coordinate mapping, we develop a framework that enables the calculation of steady-state current fluctuations and their temporal correlations in the strong-coupling regime. Our analysis reveals that, unlike in weak coupling, both the average current and its fluctuations exhibit nonmonotonic dependence on the system-environment interaction strength. Notably, we identify a regime where current noise is suppressed below the classical thermodynamic uncertainty bound, coinciding with enhanced anticorrelations in quantum jump trajectories and faster system relaxation. We further show that these features are linked to nonclassical properties of the reaction coordinate mode, such as non-Gaussianity and quantum coherence. Our results provide new insights and design principles for controlling current fluctuations in quantum devices operating beyond the standard weak-coupling paradigm.
- Abstract（参考訳）: 弱結合状態とマルコフ状態以外の開量子系の現在のゆらぎについて検討し、構造ボソニック環境に強く結合されたコヒーレントに駆動された量子ビットに焦点をあてる。
反応座標マッピングと完全な計数統計を組み合わせることで、強結合状態における定常電流変動とその時間相関の計算を可能にするフレームワークを開発する。
解析の結果, 弱い結合とは異なり, 平均電流とその変動は, 系の環境相互作用強度に非単調な依存性を示すことがわかった。
特に,古典的熱力学的不確実性境界以下で電流ノイズが抑制され,量子ジャンプ軌道の反相関が強化され,系の緩和が高速化される。
さらに、これらの特徴は、非ガウス性や量子コヒーレンスのような反応座標モードの非古典的性質と関連していることを示す。
この結果から,量子デバイスにおける電流変動を,標準の弱結合パラダイムを超えて制御するための新たな洞察と設計原則が得られた。
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