非马尔可夫量子过程精确描述的伪模推广理论

我们发展了一个精确框架来描述开放量子系统与非马尔可夫动力学的相互作用，该系统与环境建模由广义谱密度函数描述。该方法依赖于将初始系统映射到一个辅助构型，该构型包含原始开放系统耦合到少数离散模，而这些离散模各自耦合到一个独立的马尔可夫库。基于离散模与谱密度函数极点之间的联系，我们展示了如何利用离散模展开系统，从而在一个扩大化的开放系统内完整纳入非马尔可夫效应，其动力学由精确的 Lindblad 主方程支配。最初我们将此结果应用于获得伪模方法 [B. M. Garraway, Phys. Rev. A 55, 2290 (1997)] 在谱密度函数具有洛伦兹结构情形下的推广。对于许多其他类型的谱密度函数，我们扩展了证明以表明开放系统动力学可使用具有对非厄米耦合到系统的离散模进行物理建模，并且对此类情况确定等价的主方程不再为 Lindblad 形式。对于涉及两个离散模的应用，我们展示了如何使用伪模方法的技术在病态形式与 Lindblad 形式的主方程之间转换。