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非厄米哈密顿量约束下的量子系统速度上限与热力学不确定性关系

量子物理 2025-09-23 v2 统计力学

摘要

非厄米哈密顿量在描述开放量子系统和非平衡动力学方面发挥着关键作用。本文推导了由非厄米哈密顿量支配的系统的权衡关系,专注于原本作为孤立量子动力学中量子速度限制的 Margolus-Levitin 型和 Mandelstam-Tamm 型界限。虽然非厄米系统中对 Mandelstam-Tamm 速度限制的量子界限已在文献中推导,但我们采用连续矩阵积态格式推导出连续测量情景下的 Mandelstam-Tamm 量子速度限制。此外,我们推导出非厄米情景下的 Margolus-Levitin 量子速度限制。我们推导了关于观测量标准差与其均值的比率的额外界限,其形式与热力学不确定性关系相同。作为示例,我们将这些界限应用于开放量子动力学中的连续测量格式,其中动力学由离散跳变和由非厄米哈密顿量引起的平滑演化描述。我们的工作从非厄米哈密顿量的视角,为量子速度限制和热力学不确定性关系在开放量子动力学中的统一视角提供了扩展前述研究的结果。

关键词

引用

@article{arxiv.2404.16392,
  title  = {Speed limits and thermodynamic uncertainty relations for quantum systems governed by non-Hermitian Hamiltonian},
  author = {Tomohiro Nishiyama and Yoshihiko Hasegawa},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2404.16392},
  year   = {2025}
}

备注

13 pages, 2 figures