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量子退相干随环境尺寸的缩放:动力学、连通性与随机性的重要性

量子物理 2013-04-02 v1

摘要

考虑耦合到量子环境 EE 的量子系统 SS 的退相干问题。对于从封闭系统 S+ES+E 的希尔伯特空间单位超球面上均匀随机选取的态,我们推导了 SS 的约化密度矩阵非对角元之和随环境 EE 的希尔伯特空间尺寸 DED_E 变化的缩放关系。只要 DE1D_E\gg 1,该和随 1/DE1/\sqrt{D_E} 减小。通过大规模模拟求解自旋 -1/2 粒子环的时间依赖 Schr{"o}dinger 方程(其中四个粒子属于 SS,其余属于 EE),对该缩放预测进行了检验。只要时间演化驱动整个系统从初始态趋向于具有与我们推导缩放关系所针对的量子态类相似性质的态,该缩放预测即成立。对于不具备此特征的系统,研究表明,增加环境的复杂性(就连接而言)或在环境相互作用中引入少量随机性,足以观察到预测的缩放行为。

关键词

引用

@article{arxiv.1301.0077,
  title  = {Quantum Decoherence Scaling with Bath Size: Importance of Dynamics, Connectivity, and Randomness},
  author = {Fengping Jin and Kristel Michielsen and Mark Novotny and Seiji Miyashita and Shengjun Yuan and Hans De Raedt},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1301.0077},
  year   = {2013}
}

备注

13 pages, 11 figures