Cтатьи, принятые к публикации

Методические заметки


Релаксация взаимодействующих открытых квантовых систем

,  а,  а, б, в,  а, б, в,  г
а Институт теоретической и прикладной электродинамики РАН, Москва, Российская Федерация
б Московский физико-технический институт (Государственный университет), Институтский пер. 9, Долгопрудный, Московская обл., 141700, Российская Федерация
в Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова, Сущевская ул. 22, Москва, 119017, Российская Федерация
г Department of Physics, Queens College of the City University of New York, Flushing, New York, USA

Рассмотрен переход от описания динамики замкнутой квантовой системы, включающей в себя открытую квантовую систему и резервуар, к описанию динамики только открытой квантовой системы путем исключения степеней свободы резервуара путем 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 двухуровнего атома в свободное пространство и динамики перехода двухуровнего 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.

Цитата: Шишков В Ю, Андрианов Е С, Пухов А А, Виноградов А П, Лисянский А А "Релаксация взаимодействующих открытых квантовых систем" УФН, принята к публикации

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

© Успехи физических наук, 1918–2018
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение