論文の概要: Dissipation in Periodically Driven Quantum Systems: Partial Secularization and Thermodynamic Consistency
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.00225v1
- Date: Fri, 31 Jul 2026 19:14:59 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-08-04 21:56:46.361682
- Title: Dissipation in Periodically Driven Quantum Systems: Partial Secularization and Thermodynamic Consistency
- Title（参考訳）: 周期駆動量子系の散逸:部分的セキュラライゼーションと熱力学的一貫性
- Abstract要約: 周期的に駆動されるオープン量子系は、量子熱力学と量子制御の中心である。
このような強い世俗近似が定常状態のエネルギー電流の非物理的予測に繋がる可能性があることを示す。
マスター方程式の粗粒度の定式化はこれらの問題を正にし、完全に正のダイナミクスと一貫したエネルギー電流をもたらす。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.47248250311484113
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Periodically driven open quantum systems are central to quantum thermodynamics and quantum control. These systems are typically described using Floquet-Born-Markov master equations, derived with the use of a full secular approximation, and whose thermodynamic implications are often overlooked. In this context, we show that such a strong secular approximation may lead to unphysical predictions for steady state energy currents. We then demonstrate that a coarse-grained formulation of the master equation can regularize these issues while yielding completely positive dynamics and consistent energy currents. The coarse-graining time has a clear physical interpretation, as it defines the temporal resolution at which a Markovian master equation can describe the evolution of the periodically driven system. We show the consistency and validity of our approach by comparing to an exact non-Markovian simulation in paradigmatic examples: a driven two-level system and a three-level maser coupled to hot and cold thermal reservoirs. Our work provides a practical framework for correctly applying the secular approximation in periodically driven-dissipative systems and for assessing the accuracy of master equations of the GKSL form.
- Abstract（参考訳）: 周期的に駆動されるオープン量子系は、量子熱力学と量子制御の中心である。
これらの系は典型的にはフロケ=ボルン=マルコフのマスター方程式を用いて記述され、完全な世俗近似を用いて導かれ、熱力学的含意はしばしば見過ごされる。
この文脈では、そのような強い世俗近似が定常な状態エネルギー電流の非物理的予測に繋がる可能性があることを示す。
そして、マスター方程式の粗い粒度の定式化がこれらの問題を正にし、完全に正の動力学と一貫したエネルギー電流を生み出すことを実証する。
粗粒度時間には明確な物理的解釈があり、マルコフのマスター方程式が周期的に駆動された系の進化を記述できる時間分解を定義する。
熱水貯留層と熱水貯留層を結合した駆動型2層システムと3層メーザーを, 正確に非マルコフシミュレーションと比較することにより, 本手法の整合性と妥当性を示す。
我々の研究は、周期駆動散逸系における世俗近似を正しく適用し、GKSL形式のマスター方程式の精度を評価するための実践的な枠組みを提供する。
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