論文の概要: Reliability Dynamics in a Two-Site Dissipative Quantum Spin Chain

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.11484v1
• Date: Thu, 12 Mar 2026 03:10:28 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-13 14:46:25.838496
• Title: Reliability Dynamics in a Two-Site Dissipative Quantum Spin Chain
• Title（参考訳）: 二相散逸性量子スピン鎖の信頼性ダイナミクス
• Authors: Bowen Sun, D. L. Zhou,
• Abstract要約: 本稿では,量子スピンチェーンを用いた量子エネルギー保存デバイスモデルを提案する。 この装置は、スピン系が非ゼロ励起で状態に留まっている場合、生存する。 リンドブラッド力学は1方向のエネルギー減衰と故障状態の厳密な不可逆性を強制するので、量子デバイスの信頼性を直接調査することができる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.6235165415112154
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: As a key index for applications of a device, the device's reliability is its ability to survive (function normally over time) under the influence of some environment. In this paper we present a quantum energy-storing device model with a quantum spin chain, whose environment influence is described by the Lindblad master equation. Here the device survives if the spin system stays in the state with nonzero excitations; otherwise, it fails. Because the Lindblad dynamics enforces one-way energy decay and strict irreversibility of the failure state, we can investigate the reliability of the quantum device directly using classical reliability theory. Focusing on the minimal nontrivial case -- a two-site spin-1/2 chain -- we derive closed-form expressions for the reliability and the hazard rate. The dynamics exhibit an overdamped-underdamped crossover controlled by the competition between coherent exchange and dissipation inhomogeneity. The exact analytical formulas are in excellent agreement with numerical simulations. More importantly, we establish an experimentally accessible protocol for assessing reliability based on first-passage time statistics.
• Abstract（参考訳）: デバイスを応用するための重要な指標として、装置の信頼性は、ある環境の影響下で生存する能力(通常は時間とともに機能する)である。 本稿では、環境影響をLindbladマスター方程式で記述した量子スピンチェーンを持つ量子エネルギー保存デバイスモデルを提案する。 ここでは、スピン系が非ゼロ励起状態にある場合、デバイスは生存するが、そうでなければ失敗する。 リンドブラッド力学は1方向のエネルギー減衰と故障状態の厳密な不可逆性を強制するので、古典的信頼性理論を用いて量子デバイスの信頼性を直接調べることができる。 最小限の非自明なケース(2-サイトスピン-1/2連鎖)に着目して、信頼性とハザードレートのクローズドフォーム表現を導出する。 力学は、コヒーレント交換と散逸不均一性の競合によって制御される過大な破壊を受けたクロスオーバーを示す。 正確な解析公式は数値シミュレーションとよく一致している。 さらに重要なことは、ファーストパス時間統計に基づいて信頼性を評価するための実験的にアクセス可能なプロトコルを確立することである。

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