Relaxation Of Multitime Statistics In Quantum Systems

Перевидано Платоном

читають: 0

Ніл Даулінг¹, Педро Фігероа-Ромеро², Фелікс А. Поллок¹, Філіп Страсберг³і Каван Моді¹

¹Школа фізики та астрономії, Університет Монаш, Вікторія 3800, Австралія
²Hon Hai Quantum Computing Research Center, Тайбей, Тайвань
³Física Teòrica: Informació i Fenòmens Quàntics, Departament de Física, Universitat Autònoma de Barcelona, 08193 Bellaterra (Барселона), Іспанія

Вам цей документ цікавий чи ви хочете обговорити? Скайте або залиште коментар на SciRate.

абстрактний

Рівноважна статистична механіка надає потужні інструменти для розуміння фізики на макромасштабі. Проте залишається відкритим питання, як це можна виправдати на основі мікроскопічного квантового опису. Тут ми розширюємо ідеї квантової статистичної механіки чистого стану, яка зосереджується на статистиці одного часу, щоб показати рівновагу ізольованих квантових процесів. А саме, ми показуємо, що більшість багаточасових спостережуваних протягом достатньо великих проміжків часу не можуть відрізнити нерівноважний процес від рівноважного, якщо тільки система не досліджується надзвичайно велику кількість разів або спостережувана є особливо дрібнозернистою. Наслідком наших результатів є те, що розмір немарковщини та інші багаточасові характеристики нерівноважного процесу також є рівноважними.

Рекомендоване зображення: показане довільне, залежне від часу багаторазове очікування $langle textbf{A}_textbf{k} rangle_{Upsilon} (Delta t_1, крапки, Delta t_k ) $ (угорі), яке можна обчислити за допомогою квантового процесу тензор $Upsilon$, що складається з супероператорів унітарної еволюції $mathcal{U}_i$ і деякого початкового стану $rho$. Для системи, у якій початковий стан значно перекривається багатьма власними енергетичними станами, якщо система не досліджується занадто багато разів $k$, ми показуємо, що в середньому цю багаточасову кореляційну функцію неможливо відрізнити від незалежної від часу рівноважної величини (нижня частина), $langle textbf{A}_textbf{k} rangle_{Omega}$.

► Дані BibTeX

@article{Dowling2023relaxationof, doi = {10.22331/q-2023-06-01-1027}, url = {https://doi.org/10.22331/q-2023-06-01-1027}, title = {Relaxation of {M}остання {S}статистика в {Q}квантових {S}системах}, автор = {Даулінг, Ніл і Фігероа-Ромеро, Педро і Поллок, Фелікс А. і Страсберг, Філіп і Моді, Каван}, журнал = { {Quantum}}, issn = {2521-327X}, видавець = {{Verein zur F{“{o}}rderung des Open Access Publizierens in den Quantenwissenschaften}}, том = {7}, сторінки = {1027}, місяць = червень, рік = {2023} }

► Список літератури

[1] A. Rivas і SF van Huelga, Відкриті квантові системи (Springer-Verlag, 2012).
https://doi.org/10.1007/978-3-642-23354-8

[2] I. Rotter і JP Bird, Rep. Prog. фіз. 78, 114001 (2015).
https://doi.org/10.1088/0034-4885/78/11/114001

[3] N. Pottier, Nonequilibrium Statistical Physics: Linear Irreversible Processes, Oxford Graduate Texts (Oxford University Press, 2010).

[4] Р. Кубо, представник Прог. фіз. 29, 255 (1966).
https://doi.org/10.1088/0034-4885/29/1/306

[5] У. Вайс, Квантові дисипативні системи, 4-е вид. (World Scientific, 2012).
https: / / doi.org/ 10.1142 / 8334

[6] G. Stefanucci і R. van Leeuwen, Nonequilibrium Many-Body Theory of Quantum Systems: A Modern Introduction (Cambridge University Press, 2013).
https:///doi.org/10.1017/CBO9781139023979

[7] M. Lax, Phys. 157, 213 (1967).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRev.157.213

[8] FA Pollock, C. Rodríguez-Rosario, T. Frauenheim, M. Paternostro, K. Modi, Phys. Rev. A 97, 012127 (2018a).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.97.012127

[9] FA Pollock, C. Rodríguez-Rosario, T. Frauenheim, M. Paternostro, K. Modi, Phys. Преподобний Летт. 120, 040405 (2018б).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.120.040405

[10] L. Li, MJ Hall і HM Wiseman, Phys. Rep. 759, 1 (2018), концепції квантової немарковщини: ієрархія.
https:///doi.org/10.1016/j.physrep.2018.07.001

[11] С. Мільц, Ф. Сакулді, Ф. А. Поллок і К. Моді, Квант 4, 255 (2020a).
https://doi.org/10.22331/q-2020-04-20-255

[12] С. Мільц і К. Моді, PRX Quantum 2, 030201 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PRXQuantum.2.030201

[13] Н. Даулінг, П. Фігероа-Ромеро, Ф. Поллок, П. Страсберг і К. Моді, «Врівноваження немарковських квантових процесів у кінцевих інтервалах часу», (2021), arXiv:2112.01099 [quant-ph].
https:///doi.org/10.48550/arXiv.2112.01099
arXiv: 2112.01099

[14] N. Linden, S. Popescu, AJ Short, and A. Winter, Phys. Rev. E 79, 061103 (2009).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevE.79.061103

[15] C. Neuenhahn і F. Marquardt, Phys. Rev. E 85, 060101(R) (2012).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevE.85.060101

[16] L. Campos Venuti і P. Zanardi, Phys. Rev. A 81, 022113 (2010).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.81.022113

[17] P. Bocchieri і A. Loinger, Phys. Rev. 107, 337 (1957).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRev.107.337

[18] C. Gogolin and J. Eisert, Rep. Prog. фіз. 79, 056001 (2016).
https://doi.org/10.1088/0034-4885/79/5/056001

[19] LC Venuti, «Час повторення в квантовій механіці», (2015), arXiv:1509.04352 [quant-ph].
https:///doi.org/10.48550/arXiv.1509.04352
arXiv: 1509.04352

[20] P. Reimann, Phys. Преподобний Летт. 101, 190403 (2008).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.101.190403

[21] Á. M. Alhambra, J. Riddell і LP García-Pintos, Phys. Преподобний Летт. 124, 110605 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.124.110605

[22] P. Figueroa-Romero, FA Pollock і K. Modi, Commun. фіз. 4, 127 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1038 / s42005-021-00629-w

[23] Дж. Геммер, М. Мішель і Г. Малер, Квантова термодинаміка: Поява термодинамічної поведінки в складених квантових системах, Конспекти лекцій з фізики (Springer Berlin, Гейдельберг, 2009).
https:///doi.org/10.1007/b98082

[24] Л. Д'Алессіо, Ю. Кафрі, А. Полковніков, М. Ріголь, адв. фіз. 65, 239 (2016).
https: / / doi.org/ 10.1080 / 00018732.2016.1198134

[25] Т. Морі, Т. Н. Ікеда, Е. Камініші та М. Уеда, J. Phys. Б: На. мол. Opt. 51, 112001 (2018).
https:///doi.org/10.1088/1361-6455/aabcdf

[26] Ф. Коста і С. Шрапнель, New J. Phys. 18, 063032 (2016).
https://doi.org/10.1088/1367-2630/18/6/063032

[27] G. Chiribella, GM D'Ariano, P. Perinotti, Phys. Rev. A 80, 022339 (2009).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.80.022339

[28] H. Tasaki, Phys. Преподобний Летт. 80, 1373 (1998).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.80.1373

[29] AJ Short, New J. Phys. 13, 053009 (2011).
https://doi.org/10.1088/1367-2630/13/5/053009

[30] М. Уеда, Нац. Rev. Phys. 2, 669 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1038 / s42254-020-0237-x

[31] EB Davies і JT Lewis, Commun. математика фіз. 17, 239 (1970).
https: / / doi.org/ 10.1007 / BF01647093

[32] G. Chiribella, GM D`Ariano, and P. Perinotti, EPL (Europhysics Letters) 83, 30004 (2008).
https://doi.org/10.1209/0295-5075/83/30004

[33] Л. Харді, J. Phys. A-Math. Теор. 40, 3081 (2007).
https://doi.org/10.1088/1751-8113/40/12/s12

[34] Л. Харді, Філос. TR Soc. A 370, 3385 (2012).
https:///doi.org/10.1098/rsta.2011.0326

[35] Л. Харді, «Операційна загальна теорія відносності: можливі, імовірнісні та квантові», (2016), arXiv:1608.06940 [gr-qc].
https:///doi.org/10.48550/arXiv.1608.06940
arXiv: 1608.06940

[36] Дж. Котлер, Ч.-М. Цзянь, X.-L. Qi, F. Wilczek, J. High Energy Phys. 2018, 93 (2018).
https:///doi.org/10.1007/JHEP09(2018)093

[37] Д. Кречманн, Р. Ф. Вернер, Phys. Rev. A 72, 062323 (2005).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.72.062323

[38] F. Caruso, V. Giovannetti, C. Lupo, and S. Mancini, Rev. Mod. фіз. 86, 1203 (2014).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.86.1203

[39] К. Портманн, К. Метт, У. Маурер, Р. Реннер і Б. Такманн, IEEE Transactions on Information Theory 63, 3277 (2017).
https:///doi.org/10.1109/TIT.2017.2676805

[40] S. Shrapnel, F. Costa та G. Milburn, New J. Phys. 20, 053010 (2018).
https:///doi.org/10.1088/1367-2630/aabe12

[41] О. Орешков, Ф. Коста, Ч. Брукнер, Нац. комун. 3, 1092 (2012).
https: / / doi.org/ 10.1038 / ncomms2076

[42] P. Strasberg, Phys. Rev. E 100, 022127 (2019a).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevE.100.022127

[43] К. Джармаці та Ф. Коста, Квант 5, 440 (2021).
https://doi.org/10.22331/q-2021-04-26-440

[44] P. Strasberg and A. Winter, Phys. Rev. E 100, 022135 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevE.100.022135

[45] P. Strasberg, Phys. Преподобний Летт. 123, 180604 (2019b).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.123.180604

[46] P. Strasberg та MG Díaz, Phys. Rev. A 100, 022120 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.100.022120

[47] S. Milz, D. Egloff, P. Taranto, T. Theurer, MB Plenio, A. Smirne та SF Huelga, Phys. Ред. X 10, 041049 (2020b).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.10.041049

[48] V. Chernyak, F. cv Šanda, and S. Mukamel, Phys. Rev. E 73, 036119 (2006).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevE.73.036119

[49] GS Engel, TR Calhoun, EL Read, T.-K. Ан, Т. Манчал, Ю.-К. Cheng, RE Blankenship, and GR Fleming, Nature 446, 782 (2007).
https: / / doi.org/ 10.1038 / nature05678

[50] F. Krumm, J. Sperling, and W. Vogel, Phys. Rev. A 93, 063843 (2016).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.93.063843

[51] E. Moreva, M. Gramegna, G. Brida, L. Maccone, and M. Genovese, Phys. Rev. D 96, 102005 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.96.102005

[52] HG Duan, VI Prokhorenko, RJ Cogdell, K. Ashraf, AL Stevens, M. Thorwart, and RJD Miller, Proc Natl Acad Sci USA 114, 8493 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1073 / pnas.1702261114

[53] М. Рінгбауер, Ф. Коста, М. Е. Гоггін, А. Г. Уайт і А. Федріцці, npj Квантова інформація 4, 37 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1038 / s41534-018-0086-y

[54] GAL White, CD Hill, FA Pollock, LCL Hollenberg і K. Modi, Nature Communications 11, 6301 (2020).
https://doi.org/10.1038/s41467-020-20113-3

[55] GAL White, FA Pollock, LCL Hollenberg, CD Hill і K. Modi, «Від фізики багатьох тіл до фізики багатьох часів», (2022), arXiv:2107.13934 [quant-ph].
https:///doi.org/10.48550/arXiv.2107.13934
arXiv: 2107.13934

[56] L. Knipschild and J. Gemmer, Phys. Rev. E 101, 062205 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevE.101.062205

[57] П. Таранто, Ф. А. Поллок і К. Моді, npj Квантова інформація 7, 149 (2021).
https://doi.org/10.1038/s41534-021-00481-4

[58] S. Milz, MS Kim, FA Pollock і K. Modi, Phys. Преподобний Летт. 123, 040401 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.123.040401

[59] D. Burgarth, P. Facchi, M. Ligabò та D. Lonigro, Phys. Rev. A 103, 012203 (2021a).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.103.012203

[60] D. Burgarth, P. Facchi, D. Lonigro та K. Modi, Phys. Rev. A 104, L050404 (2021b).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.104.L050404

[61] FGSL Brandão, E. Crosson, MB Şahinoğlu та J. Bowen, Phys. Преподобний Летт. 123, 110502 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.123.110502

[62] JM Deutsch, Phys. Rev. A 43, 2046 (1991).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.43.2046

[63] M. Srednicki, Phys. Rev. E 50, 888 (1994).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevE.50.888

[64] M. Srednicki, J. Phys. A-Math. Буття 32, 1163 (1999).
https://doi.org/10.1088/0305-4470/32/7/007

[65] Риголь М., Дунько В., Юровський В., Ольшаній М. // Phys. Преподобний Летт. 98, 050405 (2007).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.98.050405

[66] М. Ригол, В. Дунько та М. Ольшаній, Nature 452, 854 EP (2008).
https: / / doi.org/ 10.1038 / nature06838

[67] CJ Turner, AA Michailidis, DA Abanin, M. Serbyn, and Z. Papić, Nat. фіз. 14, 745 (2018).
https://doi.org/10.1038/s41567-018-0137-5

[68] JM Deutsch, Rep. Prog. фіз. 81, 082001 (2018).
https://doi.org/10.1088/1361-6633/aac9f1

[69] J. Richter, J. Gemmer і R. Steinigeweg, Phys. Rev. E 99, 050104(R) (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevE.99.050104

[70] С. Мільц, Ч. Шпее, З.-П. Xu, FA Pollock, K. Modi та O. Gühne, SciPost Phys. 10, 141 (2021).
https:///doi.org/10.21468/SciPostPhys.10.6.141

[71] R. Dümcke, J. Math. фіз. 24, 311 (1983).
https: / / doi.org/ 10.1063 / 1.525681

[72] П. Фігероа-Ромеро, К. Моді та Ф. А. Поллок, Квант 3, 136 (2019).
https://doi.org/10.22331/q-2019-04-30-136

[73] Олексій Китаєв, «Симпозіум фундаментальної фізики за прорив у 2015 році», url: https://breakthroughprize.org/Laureates/1/L3 (2014).
https:///breakthroughprize.org/Laureates/1/L3

[74] M. Zonnios, J. Levinsen, MM Parish, FA Pollock і K. Modi, Phys. Преподобний Летт. 128, 150601 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.128.150601

[75] Н. Доулінг і К. Моді, «Квантовий хаос = просторово-часова заплутаність за законом обсягу», (2022), arXiv:2210.14926 [quant-ph].
https:///doi.org/10.48550/ARXIV.2210.14926
arXiv: 2210.14926

[76] G. Styliaris, N. Anand, and P. Zanardi, Phys. Преподобний Летт. 126, 030601 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.126.030601

[77] AJ Short і TC Farrelly, New J. Phys. 14, 013063 (2012).
https://doi.org/10.1088/1367-2630/14/1/013063

[78] A. Riera, C. Gogolin, and J. Eisert, Phys. Преподобний Летт. 108, 080402 (2012).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.108.080402

[79] ASL Malabarba, LP García-Pintos, N. Linden, TC Farrelly та AJ Short, Phys. Rev. E 90, 012121 (2014).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevE.90.012121

[80] H. Wilming, TR de Oliveira, AJ Short, and J. Eisert, “Equilibration times in closed quantum many body systems,” in Thermodynamics in the Quantum Mode: Fundamental Aspects and New Directions, edited by F. Binder, LA Correa, К. Гоголін, Дж. Андерс і Г. Адессо (Springer International Publishing, Cham, 2018) стор. 435–455.
https://doi.org/10.1007/978-3-319-99046-0_18

[81] S. Milz, FA Pollock і K. Modi, Open Syst. Інф. дин. 24, 1740016 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1142 / S1230161217400169

[82] Дж. Вотрус, Теорія квантової інформації (Видавництво Кембриджського університету, 2018).
https: / / doi.org/ 10.1017 / 9781316848142

[83] MM Wilde, «Від класичної до квантової теорії Шеннона», (2011), arXiv:1106.1445 [quant-ph].
https: / / doi.org/ 10.1017 / 9781316809976.001
arXiv: 1106.1445

[84] Дж. Вотроус, Quantum Inf. обчис. 5 (2004), 10.26421/QIC5.1-6.
https:///doi.org/10.26421/QIC5.1-6

[85] P. Taranto, S. Milz, FA Pollock і K. Modi, Phys. Rev. A 99, 042108 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.99.042108

[86] WR Inc., «Mathematica, версія 12.3.1», Шампейн, Іллінойс, 2021 р.

[87] J. Miszczak, Z. Puchała та P. Gawron, «Пакет Qi для аналізу квантових систем», (2011-).
https:///github.com/iitis/qi

Цитується

[1] Філіп Страсберг, “Класичність без декогерентності: концепції, відношення до марковіанства та підхід до теорії випадкових матриць”, arXiv: 2301.02563, (2023).

[2] Філіп Страсберг, Тереза Е. Рейнхард і Джозеф Шиндлер, «Все всюди й одразу: перші принципи чисельної демонстрації емерджентних декогерентних історій», arXiv: 2304.10258, (2023).

[3] Філіп Страсберг, Андреас Вінтер, Йохен Геммер і Цзяозі Ван, «Класичність, марковість і локальний детальний баланс від чистої динаміки стану», arXiv: 2209.07977, (2022).

[4] Ніл Даулінг і Каван Моді, «Квантовий хаос = просторово-часове заплутування за законом обсягу», arXiv: 2210.14926, (2022).

[5] IA Aloisio, GAL White, CD Hill і K. Modi, «Sampling Complexity of Open Quantum Systems», PRX Quantum 4 2, 020310 (2023).

[6] Ніл Даулінг, Педро Фігероа-Ромеро, Фелікс А. Поллок, Філіп Страсберг і Каван Моді, «Врівноваження багаточасових квантових процесів у кінцевих інтервалах часу», arXiv: 2112.01099, (2021).

[7] Pengfei Wang, Hyukjoon Kwon, Chun-Yang Luan, Wentao Chen, Mu Qiao, Zinan Zhou, Kaizhao Wang, MS Kim і Kihwan Kim, «Демонстрація багаточасової квантової статистики без вимірювання зворотної дії», arXiv: 2207.06106, (2022).

Вищезазначені цитати від SAO / NASA ADS (останнє оновлення успішно 2023-06-04 12:55:03). Список може бути неповним, оскільки не всі видавці надають відповідні та повні дані про цитування.

On Служба, на яку посилається Crossref даних про цитування робіт не знайдено (остання спроба 2023-06-04 12:55:02).

Ця стаття опублікована в Quantum під Creative Commons Attribution 4.0 International (CC на 4.0) ліцензія. Авторське право залишається за оригінальними власниками авторських прав, такими як автори або їх установи.

Розповсюдження контенту та PR на основі SEO. Отримайте посилення сьогодні.
PlatoAiStream. Web3 Data Intelligence. Розширення знань. Доступ тут.
Карбування майбутнього з Адріенн Ешлі. Доступ тут.
Купуйте та продавайте акції компаній, які вийшли на IPO, за допомогою PREIPO®. Доступ тут.
джерело: https://quantum-journal.org/papers/q-2023-06-01-1027/

Часова мітка: 1 Червня, 2023.

Часова мітка: Листопад 7, 2023

Релаксація багаточасової статистики в квантових системах

Перевидано Платоном

абстрактний

Популярне резюме

► Дані BibTeX

► Список літератури

Цитується

Більше від Квантовий журнал

Універсальні квантові схеми для квантової хімії

Метод перевірки «розділяй і володарюй» для галасливих квантових обчислень середнього масштабу

Шумостійкі оцінки енергії основного стану з глибоких квантових ланцюгів

Покращення продуктивності двопольового квантового розподілу ключів за допомогою переваги технології дистиляції

Оперативна інтерпретація вакууму та матриць процесу для ідентичних частинок

Квантова оптимізація парності: компілятор

Надійне та ефективне гамільтонівське навчання

Характеристика та пом'якшення когерентних помилок у квантовому процесорі захоплених іонів за допомогою прихованих зворотних

Мінімальна вартість зв’язку для імітації заплутаних кубітів

Підробка квантових даних: класична перемога над квантовим тестом на основі IQP

Підготовка квантових станів шрамів багатьох тіл на квантових комп’ютерах

Про нас

Вертикальний пошук & Ai

платформа

Залишайтеся на зв'язку

рахунки