論文の概要: Hamiltonian dynamics from pure dissipation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.18533v1
• Date: Mon, 20 Apr 2026 17:28:28 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-04-28 17:17:40.528855
• Title: Hamiltonian dynamics from pure dissipation
• Title（参考訳）: 純散逸からのハミルトン力学
• Authors: Zhong-Xia Shang, Daniel Stilck França,
• Abstract要約: 内部ハミルトニアン力学は外部の純粋散逸によって「フェイク」できることを示す。 明示的ハミルトン項が 0 で非トレースなジャンプ作用素を持つ GKSL 表現では、散逸的生成子は$$$エラーでハミルトン力学を近似することができる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.1798318618973362
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The fundamental difference between closed and open quantum dynamics lies in their environmental interaction: closed systems are perfectly isolated and evolve reversibly under unitary Hamiltonian dynamics, whereas open systems continuously couple to an external bath, resulting in irreversible dissipation and information loss. In this work, we show internal Hamiltonian dynamics can be "faked`` via external pure dissipation, i.e., Lindbladians without a coherent Hamiltonian part. More concretely, we show that, in a GKSL representation with zero explicit Hamiltonian term but nontraceless jump operators, bounded-norm dissipative generators can approximate Hamiltonian dynamics within $ε$ error in diamond norm using $\mathcal{O}(t^2/ε)$ evolution time. We further prove that for time-independent dynamics this $\mathcal{O}(t^2/ε)$ scaling is in the worst case, necessary and optimal from a geometric perspective, which captures the fundamental decoherence cost for catching up with the speed of Hamiltonian dynamics. Our construction leads to various implications, including the BQP-completeness of purely dissipative dynamics even before reaching approximate equilibrium, a Zeno-adjacent state-independent freezing effect, the no super-quadratic fast-forwarding theorem of a class of purely dissipative dynamics, and reducing Lindbladian simulation cost via gauge changing.
• Abstract（参考訳）: 閉系は完全に孤立し、ユニタリハミルトニアン力学の下で可逆的に進化する一方、開系は外部の浴場と連続的に結合し、不可逆的な散逸と情報損失をもたらす。 この研究において、内部のハミルトン力学は外部の純粋散逸、すなわち、コヒーレントなハミルトン部分を持たないリンドブラディアンを通して「フェイク」することができることを示す。 より具体的には、無明示なハミルトン項を持つGKSL表現において、有界ノルム散逸的生成子は、$\mathcal{O}(t^2/ε)$進化時間を用いてダイヤモンドノルムのε$誤差内でハミルトン力学を近似することができる。 さらに、時間に依存しないこの $\mathcal{O}(t^2/ε)$ スケーリングは、幾何学的な観点から最悪の場合であり、ハミルトン力学の速度に追いつくための基本的なデコヒーレンスコストを捉えていることを証明している。 我々の構成は、近似平衡に達する前の純粋散逸ダイナミクスのBQP完全性、Zeno-adjacent状態非依存凍結効果、純粋散逸ダイナミクスのクラスにおける超四進的高速フォワード定理、ゲージ変化によるリンドブラディアンシミュレーションコストの削減など、様々な意味を持つ。

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