开放量子系统的场论方法及Lindblad方程

我们基于凝聚态多体方法，发展了一套系统的开放量子系统场论方法。开放量子系统的约化密度矩阵的时间演化由一个传输矩阵决定。通过发展图解微扰理论，并利用与处于热平衡的Caldeira-Leggett量子振子环境相关的Wick定理，该传输矩阵满足一个以不可约核为特征的Dyson方程。与Nakajima-Zwanzig及标准方法不同，该Dyson方程等价于一个关于约化密度矩阵的广义非马尔可夫主方程，该方程包含了长期效应且与初始制备无关。该核由相互作用幂次的系统图解展开确定。我们考虑核的玻恩近似。应用凝聚态极点近似，或等价地，准粒子型近似（这等同于通常的时间尺度分离假设），我们推导出一个马尔可夫类型的主方程。进一步施加旋转波近似，我们得到一个Lindblad形式的马尔可夫主方程。为说明该方法，我们考虑了单个量子比特耦合到热浴的标准例子。