RSS-ленты
РусскийEnglish
Выпуск 12, 2024
Том год страница
Выпуски Авторы PACS Подписчикам Для авторов

Выпуски

 / 

2019

 / 

Май

←  →

Методические заметки


Релаксация взаимодействующих открытых квантовых систем

 а, б, в,  б, в,  а, б, в,  а, б, в,  г, д
а Институт теоретической и прикладной электродинамики РАН, Москва, Российская Федерация
б Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова, Сущевская ул. 22, Москва, 119017, Российская Федерация
в Московский физико-технический институт (Национальный исследовательский университет), Институтский пер. 9, Долгопрудный, Московская обл., 141701, Российская Федерация
г Department of Physics, Queens College of the City University of New York, Flushing, New York, USA
д The Graduate Center of the City University of New York, Fifth Avenue 365, New York, NY, 10016-4309, USA

Рассмотрен переход от описания динамики замкнутой квантовой системы, включающей в себя открытую квантовую систему и резервуар, к описанию динамики только открытой квантовой системы путём исключения степеней свободы резервуара за счёт усреднения по ним. Используется подход уравнения Линдблада для матрицы плотности. Дана общая схема вывода супероператора Линдблада, возникающего при усреднении уравнения фон Неймана для замкнутой квантовой системы по переменным резервуара. Общая схема иллюстрируется конкретными примерами излучения двухуровневого атома в свободное пространство и динамики перехода двухуровневого атома из чистого состояния в смешанное при взаимодействии с дефазирующим резервуаром. Особое внимание уделено случаю, когда открытая система состоит из нескольких подсистем, каждая из которых независимо взаимодействует с резервуаром. В случае невзаимодействующих подсистем матрица плотности является прямым произведением матриц плотности подсистем, а супероператор Линдблада — суммой супероператоров подсистем. Взаимодействие между подсистемами приводит не только к появлению соответствующего члена в гамильтониане общей системы, но и к неаддитивности супероператоров Линдблада. В современной литературе последнее обстоятельство часто игнорируется, что, как проиллюстрировано в заметке, может приводить к грубым ошибкам, например, к нарушению второго начала термодинамики.

Текст pdf (799 Кб)
English fulltext is available at DOI: 10.3367/UFNe.2018.06.038359
Ключевые слова: открытые квантовые системы, управляющее уравнение Линдблада, второе начало термодинамики
PACS: 03.65.Yz, 05.30.−d (все)
DOI: 10.3367/UFNr.2018.06.038359
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2019/5/g/
000477641200006
2-s2.0-85072512703
2019PhyU...62..510S
Цитата: Шишков В Ю, Андрианов Е С, Пухов А А, Виноградов А П, Лисянский А А "Релаксация взаимодействующих открытых квантовых систем" УФН 189 544–558 (2019)
BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

Поступила: 19 февраля 2018, доработана: 16 апреля 2018, 7 июня 2018

English citation: Shishkov V Yu, Andrianov E S, Pukhov A A, Vinogradov A P, Lisyansky A A “Relaxation of interacting open quantum systems” Phys. Usp. 62 510–523 (2019); DOI: 10.3367/UFNe.2018.06.038359

Список литературы (47) Статьи, ссылающиеся на эту (23) Похожие статьи (20) ↓

  1. В.И. Татарский «Пример описания диссипативных процессов на основе обратимых динамических уравнений и некоторые замечания относительно флуктуационно-диссипационной теоремы» УФН 151 273–307 (1987)
  2. Э.В. Шуряк «Стохастическая генерация траекторий на ЭВМ» УФН 143 309–317 (1984)
  3. А.М. Жёлтиков «Критика квантового разума: измерение, сознание, отложенный выбор и утраченная когерентность» УФН 188 1119–1128 (2018)
  4. А.Н. Рубцов «К вопросу об измерении в квантовой механике» УФН 193 783–790 (2023)
  5. А.Б. Брайловский, В.Л. Вакс, В.В. Митюгов «Квантовые модели релаксации» УФН 166 795–800 (1996)
  6. А.В. Елецкий, А.Н. Старостин, М.Д. Таран «Квантовые поправки к равновесным константам скорости неупругих процессов» УФН 175 299–313 (2005)
  7. Б.Б. Кадомцев «Необратимость в квантовой механике» УФН 173 1221–1240 (2003)
  8. Ю.Н. Барабаненков, С.А. Никитов, М.Ю. Барабаненков «Квантовые флуктуации в магнитных наноструктурах» УФН 189 85–94 (2019)
  9. Д.Н. Зубарев, Ю.Г. Рудой «О вычислении корреляционных функций в квантовой статистической физике» УФН 163 (3) 103–106 (1993)
  10. В.Л. Гинзбург, Л.П. Питаевский «О квантовой формуле Найквиста и области применимости формулы Каллена — Вельтона (замечания о статье Ю. Л. Климонтовича)» УФН 151 333–339 (1987)
  11. С.М. Стишов «К термодинамике простых систем» УФН 194 967–973 (2024)
  12. Ф.Я. Халили «Нулевые колебания, нулевые флуктуации и флуктуации нулевых колебаний» УФН 173 301–316 (2003)
  13. Г.А. Варданян, Г.С. Мкртчян «Об одном решении уравнения для матрицы плотности» УФН 160 (12) 187–188 (1990)
  14. А.П. Виноградов «К вопросу о форме материальных уравнений в электродинамике» УФН 172 363–370 (2002)
  15. В.П. Быков, В.И. Татарский «Теория возмущений для резольвенты применительно к задачам теории излучения» УФН 161 (2) 125–160 (1991)
  16. Л.А. Вайнштейн «Распространение импульсов» УФН 118 339–367 (1976)
  17. А.П. Виноградов, А.В. Дорофеенко, С. Зухди «К вопросу об эффективных параметрах метаматериалов» УФН 178 511–518 (2008)
  18. М.В. Кузелев, А.А. Рухадзе «О квантовом описании линейных кинетических свойств бесстолкновительной плазмы» УФН 169 687–689 (1999)
  19. Е.П. Земсков «Тьюринговы структуры и амплитудное уравнение Ньюэлла—Уайтхеда—Сегела» УФН 184 1149–1151 (2014)
  20. М.В. Давидович «О законах сохранения энергии и импульса электромагнитного поля в среде и при дифракции на проводящей пластине» УФН 180 623–638 (2010)

Список формируется автоматически.
© Успехи физических наук, 1918–2024
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение