非线性开放量子系统中的非平衡稳态与热输运：随机影响作用与泛函微扰分析

在本文中，我们通过微扰分析追踪弱非线性开放量子系统的非平衡动力学，表明其在晚时刻存在非平衡稳态（NESS）。此处我们考虑包含 Fermi-Pasta-Ulam-Tsingou（FPUT）模型中三类非谐性的振子链：三次 $\alpha$-型与四次 $\beta$-型最近邻振子相互作用，以及 on-site（钉扎）Klein-Gordon（KG）四次自相互作用。假设弱非线性，我们引入随机影响作用方法处理该问题，并得到链中不同连接处的能量流。此处得到的正式结果可用于弱非线性量子系统中的量子输运问题。对于 $\alpha$-型非谐性，我们观察到一阶修正在我们所考虑构型的 NESS 热输运中不起任何作用。对于 KG 与 $\beta$-型非谐性，我们显式算出了两个弱非线性耦合振子的情形，其结果可推广至任意数量的振子。我们考察了晚时刻能量通过一个热浴经耦合振子流向另一热浴的过程，表明能量流的零阶与一阶贡献在晚时刻均变为时间恒定，标志着在非线性一阶下存在晚时刻 NESS。我们的微扰计算给出了非线性开放量子系统非线性强度的度量，可能有助于调控不同于或接近线性输运的介观热输运。此外，我们的结果也为模拟热输运的数值挑战提供了基准。我们的装置与预言可通过在大 Josephson 能量极限下借助 circuit QED 平台研究 Josephson 结阵列中的热流来实现与验证。