超越弱耦合极限的稳态量子输运改进 Dyson 级数展开——发散及其解决

我们提出了一种通用理论，利用系统 - 浴耦合的微扰展开来计算非线性系统的稳态热流和电子流。我们明确证明，使用截断的 Dyson 级数会导致稳态极限下的发散，从而使其无法用于实际应用。为了解决这些发散，我们提出了一种约化密度矩阵初始条件的独特选择，该选择在每一阶都消除了发散。我们的方法不仅允许我们在合理的初始条件选择下使用截断的 Dyson 级数，而且给出了预期结果，即稳态解应独立于初始制备。利用我们改进的 Dyson 级数，我们计算了系统 - 浴耦合高达四阶的热流和电子流，这是对标准量子主方程技术的显著改进。随后，我们使用精确的非平衡格林函数方法，在线性系统的典型设置中对我们的理论进行了数值验证。最后，为了展示我们方法的优势，我们处理了非线性 spin-boson 模型以计算高达四阶的热流，并发现了共隧穿过程的特征。