浸没于自旋浴中的中心自旋的动力学与热力学
量子物理
2017-11-23 v2
摘要
对于与热自旋环境相互作用的中心自旋，推导了精确的约化动力学映射及其算子求和表示。中心自旋的动力学在低温区表现出对相干性和纠缠等量子特征的强保持能力。然而，当温度足够高且浴粒子数接近热力学极限时，该特征消失，动力学密切模仿马尔可夫演化。还详细研究了中心量子比特的长时平均态的性质以及初态的囚禁信息，确认动力学的非遍历性可归因于浴的有限温度和有限尺寸。研究表明，若满足某一严格共振条件，长时平均态保留量子相干性，这可能在量子器件工程中有深远的技术影响。推导了规范形式的精确时间局域主方程。借助该主方程，通过研究细致平衡条件和不可逆熵产生率，探讨了中心自旋系统的非平衡性质。结果表明，中心量子比特仅在极高温度和大量浴自旋的极限下发生热化。
引用
@article{arxiv.1704.08291,
title = {Dynamics and thermodynamics of a central spin immersed in a spin bath},
author = {Chiranjib Mukhopadhyay and Samyadeb Bhattacharya and Avijit Misra and Arun Kumar Pati},
journal= {arXiv preprint arXiv:1704.08291},
year = {2017}
}
备注
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