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项目化随机脉冲引起的量子系统中的相干-去相干相互作用:拉比振荡案例

量子物理 2025-07-14 v2 统计力学

摘要

相干性与去相干性的相互作用在一个三能级量子系统中展开,其中第三能级与第二个能级无相干耦合,而第二个能级本身与第一个能级保持相干相互作用。该研究基于一种情形,即系统的相干、单位化演化被泊松驱动的脉冲序列随机中断。在无外部脉冲的情况下,系统在由第一个能级(level 1)和第二个能级(level 2)张成的子空间内进行相干、单位化演化。应用脉冲可在第二个和第三个能级(level 3)之间引入跃迁,从而引入非单位化效应,扰动原本孤立的二维动力学。脉冲假设为瞬时持续时间,强度建模为彼此不相关的随机变量。一种代表性模型用于模拟脉冲施加所致的随机平均跃迁(super)算子,可推导密度算子的平均矩阵元。当系统最初处于 level 1 时,我们特别获得了 stay-put 概率的时间行为,即系统在时间 t 仍位于 level 1 的概率 P1(t)P_1(t)。随时间变化,P1(t)P_1(t) 显示出相干到去相干的横断现象。在脉冲施加频率的平均值为 λ\lambda 时,短时间 t1/λt \ll 1/\lambda 内,相干动力学占主导地位,P1(t)P_1(t) 显示出显著的类拉比振荡。在长时间 t1/λt \gg 1/\lambda 内,去相干效应占主导,导致呈指数衰减形式 P1(t)exp(λt)P_1(t) \sim \exp(-\lambda t)

关键词

引用

@article{arxiv.2504.06579,
  title  = {Coherence-decoherence interplay in quantum systems due to projective stochastic pulses: The case of Rabi oscillations},
  author = {Sushanta Dattagupta and Shamik Gupta},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2504.06579},
  year   = {2025}
}

备注

v2: an error in the previous version fixed, qualitative results remain unchanged, published vesrion