量子系统中多次统计的松弛

量子系统中多次统计的松弛

时间戳记：1年2023月8日30:XNUMX AM
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尼尔·道林1, 佩德罗·菲格罗亚-罗梅罗2, 费利克斯·A·波洛克1, 菲利普·斯特拉斯伯格3和卡万·莫迪1

1物理与天文学院，莫纳什大学，维多利亚 3800，澳大利亚
2台湾台北鸿海量子计算研究中心
3FísicaTeòrica：巴塞罗那国际金融学院，Física部门，巴塞罗那自治大学（UniversityAutònomade Barcelona），08193 Bellaterra（巴塞罗那），西班牙

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抽象

平衡统计力学为理解宏观物理学提供了强大的工具。 然而，问题仍然是如何根据微观量子描述来证明这一点。 在这里，我们扩展了专注于单次统计的纯态量子统计力学的思想，以显示孤立量子过程的平衡。 也就是说，我们表明大多数时间足够长的多次可观测值无法区分非平衡过程和平衡过程，除非系统被探测了非常多的次数或可观测值特别细粒度。 我们的结果的一个推论是非马尔可夫性的大小和非平衡过程的其他多次特征也平衡。

特色图片：任意的、时间相关的多次期望值 $langle textbf{A}_textbf{k} rangle_{Upsilon} (Delta t_1, dots,Delta t_k ) $ 显示（顶部），可以从量子过程计算张量 $Upsilon$，由酉演化超级运算符 $mathcal{U}_i$ 和一些初始状态 $rho$ 组成。 对于初始状态与许多能量本征态显着重叠的系统，如果系统没有被探测太多次 $k$，我们表明平均而言，这种多次相关函数与时间无关的平衡量（底部）无法区分， $langle textbf{A}_textbf{k} rangle_{Omega}$。

热门摘要

为什么多体系统的宏观性质通常是近似静止的，尽管精确的微观状态在不断演变？ 人们普遍认为，光是量子力学就足以推导出统计力学，无需任何额外的假设。 这个难题的一个关键部分是确定如何在孤立的量子系统中观察静止量。 在这项工作中，我们表明，当初始状态未经过高度微调且可观察值在空间和时间上都很粗糙时，在大型系统中，多次期望值平均看起来是固定的。 这意味着相关的多次特征，例如量子系统中的内存量，通常与探测的确切时间无关。

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