論文の概要: Energy-space quantum walks: Thermalization without state convergence
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.15339v1
- Date: Thu, 14 May 2026 19:06:11 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-05-18 21:22:26.064342
- Title: Energy-space quantum walks: Thermalization without state convergence
- Title（参考訳）: エネルギー空間量子ウォーク:状態収束のない熱化
- Authors: Alana Spak dos Santos, Renato Moreira Angelo,
- Abstract要約: 本研究では, 有効力学の観点から, 平衡, 熱化, 可逆性について検討する。
ウォークの構成空間をエネルギー固有レベルのはしごにマッピングすることにより、熱化をエネルギー空間の輸送として再解釈する。
その結果、コヒーレンスは非熱的挙動の制御可能かつ定量的に束縛された源として機能することが示された。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We introduce energy-space quantum walks as a minimal framework to investigate equilibration, thermalization, and irreversibility from an effective-dynamics perspective. By mapping the configuration space of a walk onto a ladder of energy eigenlevels, we reinterpret thermalization as transport in energy space, independently of microscopic system--bath details. At the classical level, the resulting birth--death--lazy dynamics leads to equilibration of the energy distribution and, under suitable conditions, to a Gibbs stationary state. We then embed this dynamics into a unitary, collision-assisted model in which coherence is controlled by a single parameter. A central result is a structural decoupling between population dynamics and coherence generation: while the populations evolve according to the classical process and relax to the Gibbs distribution, the full quantum state exhibits a persistent coherence-induced deviation from the thermal manifold. This establishes a minimal scenario of thermalization without state convergence, where equilibration occurs at the level of populations but not at the level of the full density operator. We quantify this effect using the thermal distance to the Gibbs state and derive perturbative bounds that relate the long-time deviation to classical transport properties. Our results show that coherence acts as a controllable and quantitatively bounded source of nonthermal behavior, providing a clear separation between classical equilibration and genuinely quantum corrections.
- Abstract（参考訳）: エネルギー空間の量子ウォークを最小限の枠組みとして導入し, 有効力学の観点からの平衡, 熱化, 可逆性を考察する。
ウォークの構成空間をエネルギー固有レベルのはしごにマッピングすることにより、熱化をエネルギー空間の輸送として、微視的なシステムの詳細とは無関係に再解釈する。古典的なレベルでは、生死-老化のダイナミクスはエネルギー分布の平衡と、適切な条件下ではギブス定常状態に導かれる。
次に、コヒーレンスを1つのパラメータで制御する一元的衝突支援モデルにこのダイナミクスを組み込む。
集団は古典的な過程に従って進化し、ギブス分布に緩和する一方で、完全な量子状態は熱多様体からの永続的なコヒーレンスによる偏差を示す。
これにより、状態収束のない熱化の最小シナリオが確立され、人口のレベルで平衡は生じるが、フル密度演算子のレベルでは発生しない。
この効果をギブス状態までの熱的距離を用いて定量化し、時間的ずれと古典的な輸送特性を関連づける摂動境界を導出する。
以上の結果から,コヒーレンスは非熱的挙動の制御可能かつ定量的な源として作用し,古典的平衡と真に量子的補正の明確な分離をもたらすことが示唆された。
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