基于量子轨迹平均的数字化模拟Lindblad主方程及其非线性扩展

由于在真实环境中控制耗散极具具有挑战性，数字模拟Lindblad主方程（LME）对于理解开放量子系统的非平衡动力学具有重要意义。然而，实现复杂系统（具有多个耗散通道）的长时间模拟在理论和实验层面仍是重大挑战。本文提出一种基于无后选量子轨迹平均的1- dilation数字方案，用于模拟LME。通过严格匹配量子轨迹中固有的随机性与量子测量的概率结果，我们的方法有效地将经典上建立的量子跳跃算法转化为可执行的量子电路。我们方法的关键优势在于，它克服了某些现有基于后选的方案中成功概率的指数衰减，尤其适用于长时间演化或大量跃迁算子的系统。此外，该方案可扩展为针对非线性LME的2- dilation框架（需后选），将完整LME与非厄米哈密顿动力学建立联系。该扩展方案为在监控量子动力学框架内探索非厄米哈密顿与耗散项之间的相互作用提供了数字方法。