有限记忆环境中的非马尔可夫相干性衰减
摘要
相干性常使用马尔可夫 master 方程建模，预测指数级抑制相干性，常作为复杂环境中量子行为的有效上界。然而，这些描述对应于环境记忆消失的奇异物理极限。本文采用仅由环境力相关函数决定的通用时非局部相干性函数进行建模，马尔可夫动力学作为极限情况显式恢复。对于任意具有有限时间相关性的平稳环境，我们证明相干性函数在短时间内表现出模型无关的二次增长。因此，定义的操作性相干时间（无需假设指数衰减）按环境相关时间的平方根比例，独立于浴相关核的具体形式。我们为高斯相关、软幂律和 Ornstein-Uhlenbeck 环境对此结果进行了解析说明。在 Ornstein-Uhlenbeck 情况下，非马尔可夫动力学可获得精确解析闭合，给出相干的闭合演化方程。基于伪模式映射的精确数值仿真确认了预测的标度，表明仅在无记忆极限下才会出现指数相干衰减。除相干衰减外，我们通过分析纯度和 von Neumann 熵动力学来区分相干率与可观测量子信号丢失。我们表明特定相干元的抑制不必与不可逆熵产生一致。最后，我们引入一种推断记忆视角，将环境相关时间视为从动力学数据中可操作提取的参数。
引用
@article{arxiv.2601.17394,
title = {Non-Markovian Decoherence Times in Finite-Memory Environments},
author = {Ramandeep Dewan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.17394},
year = {2026}
}
备注
An earlier biologically motivated analysis of finite-memory effects in decoherence was presented in arXiv:2601.07689. The present work generalizes and reframes those results in a model-agnostic, operational framework applicable to arbitrary finite-memory environments. 15 pages, 2 figures