nuHOPS：用于非马尔可夫开放量子动力学中高激发环境的量子轨迹方法
量子物理
2025-11-18 v1
摘要
与环境耦合的系统是量子动力学中普遍存在的挑战。若耦合较强，可导致系统的非马尔可夫动力学，或集体行为，使环境变得高度激发。我们提出对纯态层次(HOPS)方法的重大改进，该方法能够以近似酉的方式高效处理此类高激发、非马尔可夫环境。由于本方法基于量子轨迹，我们能够高效获取动力学行为，即使对于大尺寸系统也能做到，途径包括：i) 避免密度矩阵的二次标度增长，ii) 利用自适应基矢的轨迹局域化特性。我们给出了nuHOPS（近似酉纯态层次）方法的推导，将其与原始HOPS方法进行比较，并基于一个说明性退相位模型讨论了数值细节。最后，我们以Dicke模型作为腔中多个发射体超辐射衰变的典型范例，展示了该方法的真正威力。我们实现了多达1000个发射体的数值精确解。我们应用该方法研究发射体系统或腔模环境中出现的高阶关联及其随发射体数量的标度行为。
引用
@article{arxiv.2503.03368,
title = {nuHOPS: A quantum trajectory method for highly excited environments in non-Markovian open quantum dynamics},
author = {Kai Müller and Walter T. Strunz},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.03368},
year = {2025}
}