量子システムにおける多重時間統計の緩和

量子システムにおける多重時間統計の緩和

タイムスタンプ：1年2023月8日30:XNUMX AM
ソースノード： 2699820

ニール・ダウリング1、ペドロ・フィゲロア・ロメロ2、フェリックス・A・ポロック1、フィリップ・ストラスバーグ3、カバン・モディ1

1モナシュ大学物理学および天文学部、ビクトリア 3800、オーストラリア
2鴻海量子コンピューティング研究センター、台北、台湾
3FísicaTeòrica：InformacióiFenòmensQuàntics、Departament deFísica、UniversitatAutònomade Barcelona、08193 Bellaterra（Barcelona）、スペイン

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抽象

平衡統計力学は、マクロスケールで物理学を理解するための強力なツールを提供します。 しかし、これを微視的な量子記述に基づいてどのように正当化できるのかという疑問は残ります。 ここでは、単一時間統計に焦点を当てた純粋状態量子統計力学の考え方を拡張して、孤立した量子過程の平衡を示します。 つまり、システムが非常に多数の回数にわたって調査されるか、または観測可能量が特に粒度が細かい場合を除き、十分に長い時間にわたるほとんどの複数時間の観測可能量は、非平衡過程と平衡過程を区別できないことを示します。 我々の結果の当然の帰結として、非マルコフ性のサイズや非平衡過程の他の複数時間特性も平衡するということになります。

注目の画像: 量子プロセスから計算できる、任意の時間依存マルチタイム期待値 $langle textbf{A}_textbf{k} rangle_{Upsilon} (Delta t_1, dots,Delta t_k ) $ が表示されます (上)。テンソル $Upsilon$ は、ユニタリ進化超演算子 $mathcal{U}_i$ といくつかの初期状態 $rho$ で構成されます。 初期状態が多くのエネルギー固有状態と大幅に重複する系の場合、系が $k$ 回​​あまりプローブされない場合、平均して、この多時間相関関数は時間に依存しない平衡量 (下) と区別できないことがわかります。 $langle textbf{A}_textbf{k} rangle_{オメガ}$。

人気の要約

正確な微小状態は絶えず進化しているにもかかわらず、多体系の巨視的特性は通常ほぼ定常であるのはなぜですか? 追加の仮定を必要とせずに、量子力学だけで統計力学を導き出すのに十分であるというのが広く信じられています。 このパズルの重要な部分は、孤立した量子系で定常量をどのように観察できるかを決定することです。 この研究では、初期状態が高度に微調整されておらず、観測値が空間と時間の両方で粗い場合、大規模システムにおいて複数時間の期待値が平均して静止しているように見えることを示します。 これは、量子システム内のメモリ量などの関連する複数時間の特徴が、一般にプローブされた正確な時間から独立していることを意味します。

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