論文の概要: Universal classical and quantum fluctuations in the large deviations of current of noisy quantum systems: The case of QSSEP and QSSIP
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.16883v1
- Date: Fri, 23 Jan 2026 16:45:31 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-01-26 14:27:27.766013
- Title: Universal classical and quantum fluctuations in the large deviations of current of noisy quantum systems: The case of QSSEP and QSSIP
- Title（参考訳）: 雑音量子系の大電流偏差における古典的および量子的ゆらぎ:QSSEPとQSSIPの場合
- Authors: Mathias Albert, Denis Bernard, Tony Jin, Stefano Scopa, Shiyi Wei,
- Abstract要約: ノイズ量子拡散系における積分電流の変動統計について検討する。
積分電流の累積生成関数は大規模に、大きな偏差原理に従うことを示す。
我々は、現在の統計に先行する有限サイズ補正を同定する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.035631599424874
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We study the fluctuation statistics of integrated currents in noisy quantum diffusive systems, focusing on the Quantum Symmetric Simple Exclusion and Inclusion Processes (QSSEP/QSSIP). These one-dimensional fermionic (QSSEP) and bosonic (QSSIP) models feature stochastic nearest-neighbor hopping driven by Brownian noise, together with boundary injection and removal processes. They provide solvable microscopic settings in which quantum coherence coexists with diffusion. Upon noise averaging, their dynamics reduce to those of the classical SSEP/SSIP. We show that the cumulant generating function of the integrated current, at large scales, obeys a large deviation principle. To leading order in system size and for each noise realization, it converges to that of the corresponding classical process, establishing a classical typicality of current fluctuations in these noisy quantum systems. We further demonstrate a direct connection with Macroscopic Fluctuation Theory (MFT), showing that the large-scale equations satisfied by biased quantum densities coincide with the steady-state Hamilton equations of MFT, thereby providing a microscopic quantum justification of the MFT framework in these models. Finally, we identify the leading finite-size corrections to the current statistics. We show the existence of subleading contributions of purely quantum origin, which are absent in the corresponding classical setting, and provide their explicit expressions for the second and third current cumulants. These quantum corrections are amenable to direct experimental or numerical verification, provided sufficient control over the noise realizations can be achieved. Their presence points toward the necessity of a quantum extension of Macroscopic Fluctuation Theory.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,量子対称性簡易排他過程(QSSEP/QSSIP)に着目し,ノイズのある量子拡散系における積分電流の変動統計について検討する。
これらの1次元フェルミオン (QSSEP) モデルとボソニック (QSSIP) モデルでは, 境界注入と除去とともに, ブラウン雑音に駆動される確率的近傍ホッピングが特徴的である。
量子コヒーレンスと拡散が共存する可溶性顕微鏡設定を提供する。
雑音が平均化すると、それらのダイナミクスは古典的なSSEP/SSIPに還元される。
積分電流の累積生成関数は大規模に、大きな偏差原理に従うことを示す。
システムサイズと各ノイズ実現の順序を導くために、これは対応する古典的過程に収束し、これらのノイズの多い量子系における電流変動の古典的な典型性を確立する。
さらに, 偏光量子密度で満たされる大規模方程式は, MFTの定常ハミルトン方程式と一致し, これらのモデルにおけるMFTフレームワークの微視的量子正当性を与えることを示す。
最後に、現在の統計量に対する先行する有限サイズ補正を同定する。
対応する古典的環境にない純粋量子起源のサブリーディング寄与の存在を示し、その明示的な表現を第2および第3の電流累積に対して提供する。
これらの量子補正は直接実験または数値的な検証が可能であり、ノイズ実現に対する十分な制御が達成できる。
それらの存在は、マクロ的ゆらぎ理論の量子展開の必要性を示唆している。
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