强耗散里德伯气体的有效动力学

我们研究了在强噪声和强耗散极限下相互作用里德伯气体的演化。从马尔可夫量子主方程的描述出发，我们推导出了控制“粗粒化”时间尺度上动力学的有效运动方程，其中快速耗散自由度已被绝热消去。具体而言，我们考虑了对当前理论和实验研究具有相关性的两种情形：一是受强退相干噪声作用的二能级（自旋）近似下的里德伯原子，二是处于所谓电磁感应透明（EIT）条件下且具有快速辐射衰变的里德伯原子。在前一种情形中，我们发现有效动力学在适当的微扰展开至二阶时由经典速率方程描述。与完整的量子主方程相比，这极大地降低了数值模拟的计算复杂度。然而，当计入该展开中的四阶修正时，我们发现所得方程破坏了正定性保持，因此不能被解释为恰当的经典主速率方程。在 EIT 系统中，我们发现直至二阶的展开不仅保留了关于“经典”可观测量信息，还保留了一些量子相干性信息。尽管如此，这种微扰处理相对于原始问题仍实现了非平凡的复杂度降低。