論文の概要: Materials Beyond Hamiltonian Limits -- Quantum Measurement as a Resource for Material Design
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.21769v1
- Date: Mon, 23 Mar 2026 10:06:49 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-03-24 19:11:39.599741
- Title: Materials Beyond Hamiltonian Limits -- Quantum Measurement as a Resource for Material Design
- Title（参考訳）: ハミルトン限界を超える材料-材料設計の資源としての量子計測
- Authors: Jochen Mannhart,
- Abstract要約: 近年の研究では、従来の電子構造理論の範囲を超えて振舞う材料や装置が特定されている。
本稿では、ユニタリプロジェクティブ電子動力学の基礎を探求し、得られた量子材料とその機能について概観する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Recent studies have identified materials and devices whose behavior lies beyond the scope of conventional electronic-structure theory. Such theories are formulated entirely in terms of Hamiltonian evolution and therefore describe only unitary dynamics and thus only a restricted class of quantum systems. In contrast, electron systems that incorporate quantum measurement as an intrinsic dynamical element undergo Hamiltonian evolution interleaved with projection-induced state updates. This unitary-projective dynamics breaks constraints imposed by purely unitary evolution and permits stochastic population transfer between symmetry-related transport channels, thereby enabling fundamentally new material functionalities. This insight motivates the deliberate design of materials and devices that harness unitary-projective dynamics. This article explores the foundations of unitary-projective electron dynamics and charts the resulting landscape of quantum materials and their functionalities. Model calculations demonstrate passive mesoscopic structures with intrinsic nonreciprocal single-electron transmission, materials exhibiting a novel category of magnetism, and possible platforms for energy harvesting and conversion with efficiencies that exceed the standard Carnot limit.
- Abstract（参考訳）: 近年の研究では、従来の電子構造理論の範囲を超えて振舞う材料や装置が特定されている。
このような理論はハミルトン進化の観点で完全に定式化されており、従ってユニタリ力学のみを記述し、量子系の制限クラスのみを記述している。
対照的に、量子測定を固有の力学要素として組み込んだ電子系は、投射誘起状態の更新とインターリーブされたハミルトン進化を経る。
このユニタリ・プロジェクティブ・ダイナミクスは純粋にユニタリ進化によって課される制約を破り、対称性に関連した輸送チャネル間の確率的人口移動を可能にし、それによって根本的に新しい物質機能を実現する。
この洞察は、ユニタリ・プロジェクティブ・ダイナミクスを利用する材料や装置を意図的に設計する動機となっている。
本稿では、ユニタリプロジェクティブ電子動力学の基礎を探求し、得られた量子材料とその機能について概観する。
モデル計算では、固有の非相反的な単一電子伝達を持つ受動的メソスコピック構造、新しい磁気圏を示す材料、標準カルノット限界を超えるエネルギー収穫と効率の変換の可能なプラットフォームを示す。
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