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超越 Landauer-B\"uttiker 公式的非相干含时输运:量子跳跃的量子漂移替代方案

量子物理 2015-03-02 v2

摘要

我们提出了一种含时输运中的退相干模型。该模型归结为一种波函数形式,其在局部基中经历相位的平滑随机漂移,即量子漂移 (QD) 模型。这种漂移无非是局部能量涨落。与量子跳跃 (QJ) 模型不同,由于演化是幺正的,密度中不存在跳跃。作为首个应用,我们研究了经历退相干的共振态 0\left\vert 0\right\rangle 的输运。我们证明了其与存在 B\"{u}ttiker 电压探针的非相干稳态输运的等价性。为了测试动力学,我们考虑了两个具有局部能量涨落的多自旋系统。一个双自旋系统可简化为在 0\left\vert 0\right\rangle \equiv \left\vert \uparrow \downarrow \right\rangle 1\left\vert 1\right\rangle \equiv \left\vert \downarrow \uparrow \right\rangle 之间振荡的二能级系统 (TLS)。我们表明,QD 模型不仅恢复了低微扰 regime 下振荡的指数阻尼,还恢复了临界点处阻尼率的非平凡分叉,即量子动力学相变。我们还探讨了自旋链中局部极化的自旋波状动力学。QD 平均解相对于平均动力学的色散约为 QJ 的一半。通过评估 Loschmidt Echo (LE),我们发现纯态 0\left\vert 0\right\rangle 1\left\vert 1\right \rangle 对局部退相干具有相当的鲁棒性。相比之下,当系统处于叠加态时,LE 乃至相干性衰减得更快。由于其实现简单,该方法非常适合评估退相干输运问题,以及将退相干纳入单体和多体动力学中。

关键词

引用

@article{arxiv.1501.06610,
  title  = {Decoherent time-dependent transport beyond the Landauer-B\"uttiker formulation: a quantum-drift alternative to quantum jumps},
  author = {Lucas J. Fernández-Alcázar and Horacio M. Pastawski},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1501.06610},
  year   = {2015}
}

备注

10 pages, 5 figures