非平衡自旋玻色子模型的动力学：master 方程的基准测试
量子物理
2025-01-23 v3
摘要
近年来，人们关注是否诸如 master 方程等对开放量子系统的有效描述能够准确描述其动力学。一个特定问题是它们是否在长时间极限下提供正确的稳态。瞬态 regime 也同样重要。本文对各种 master 方程（其中一些不完全正）的演化进行基准测试，这些方程参考了精确解（见例如 Hartmann 和 Strunz, Phys. Rev. A 101, 012103）。真实演化的一个重要性质是其非马尔可夫特性，这些特性未被最简单的完全正 master 方程所捕捉。本文我们考虑一种非马尔可夫且完全正的演化（称为改进的弱耦合或累积方程）用于具有 Overdamped Drude-Lorentz 谱密度且耦合强度任意的自旋玻色子模型。我们将其与数值精确解以及其他 master 方程进行基准测试，考察不同的耦合强度和温度。我们发现，在弱耦合 regime 中，累积方程表现更好，正如其有效性预期的那样。在所考虑的例子中，它在低温 regime 中的中等和强耦合下表现出优势。然而，在高温 regime 中，其优势消失。这表明累积方程是进行弱至中等耦合和低温模拟的良好候选。我们的计算得益于我们通过密度矩阵的 SU(N) 基表示对累积方程的简洁表述。
引用
@article{arxiv.2403.04488,
title = {Dynamics of the Non-equilibrium spin Boson Model: A Benchmark of master equations and their validity},
author = {Gerardo Suárez and Marcin Łobejko and Michał Horodecki},
journal= {arXiv preprint arXiv:2403.04488},
year = {2025}
}