V 型系统中非相干光驱动下的长寿命准稳态相干性

我们提出了关于噪声诱导量子相干性的理论研究，对象是一个与非相干辐射相互作用的三能级 V 型系统模型，该模型是涵盖从囚禁离子到生物分子和量子点等广泛物理系统的重要原型。通过求解 V 型系统的量子光学运动方程，我们获得了噪声诱导相干性的解析表达式，并表明在大激发能级间距 $\Delta$ 的极限下（$\Delta /\gamma \gg 1$，其中 $\gamma$ 为辐射衰变率），它们表现出振荡行为。最引人注目的是，我们发现对于适用于大分子的小能级间距极限 $\Delta/\gamma \ll 1$：(a) 相干性可以在最终衰减为零之前存活任意长的时间 $\tau=(2/\gamma) (\Delta/\gamma)^{-2}$；(b) 短时间内的相干性可能非常显著。我们进一步表明，长寿命相干性对环境弛豫和退相干具有鲁棒性，并讨论了其对量子热机设计及生物系统非相干光激发的启示。