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Construction thermodynamique quantique pour les systèmes quantiques ouverts entraînés

Date :


Roi Dann et Ronnie Kosloff

Institut de chimie, Université hébraïque de Jérusalem, Jérusalem 9190401, Israël

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Abstract

La dynamique quantique des systèmes ouverts entraînés devrait être compatible avec les principes de la mécanique quantique et de la thermodynamique. En formulant les principes thermodynamiques en termes d'un ensemble de postulats, nous obtenons une équation maîtresse thermodynamiquement cohérente. Suivant une approche axiomatique, nous basons l'analyse sur une description autonome, incorporant la pulsion comme un grand système quantique de contrôle transitoire. Dans la limite physique appropriée, nous dérivons la description semi-classique, où le contrôle est incorporé en tant que terme dépendant du temps dans le système hamiltonien. Le passage à la description semi-classique reflète la conservation de la cohérence globale et met en évidence le rôle crucial de la cohérence dans l'état de contrôle initial. Nous démontrons la théorie en analysant un qubit contrôlé par un seul mode bosonique dans un état cohérent.

La simulation théorique de la dynamique des systèmes quantiques est une condition préalable à l'ingénierie et à la réalisation de dispositifs quantiques. Étant donné que tout dispositif quantique interagit avec son environnement et est contrôlé par un agent classique externe, la description dynamique est généralement décrite en termes d'équation maîtresse dépendante du temps.

Dans la présente étude, nous construisons une équation maîtresse à partir de principes thermodynamiques. Nous partons d'une description entièrement quantique d'un système total partitionné en un système principal, un contrôleur et un environnement. En utilisant des considérations de symétrie dynamique et une limite semi-classique pour le contrôleur, nous obtenons la forme dynamique générale du système ouvert entraîné, conforme aux principes thermodynamiques.

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R. Zwanzig. Méthode d'ensemble dans la théorie de l'irréversibilité. The Journal of Chemical Physics, 33 (5) : 1338–1341, 1960. doi.org/​10.1063/​1.1731409.
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Cité par

[1] Adam Hewgill, Gabriele De Chiara et Alberto Imparato, «Equations maîtres locales thermodynamiquement cohérentes quantiques», Recherche sur l'examen physique 3 1, 013165 (2021).

[2] Roie Dann et Ronnie Kosloff, «Dynamique des systèmes ouverts à partir de la compatibilité thermodynamique», Recherche sur l'examen physique 3 2, 023006 (2021).

[3] Roie Dann, Nina Megier, et Ronnie Kosloff, « La dynamique non-markovienne sous symétrie de translation temporelle », arXiv: 2106.05295.

[4] Chang-Kang Hu, Roie Dann, Jin-Ming Cui, Yun-Feng Huang, Chuan-Feng Li, Guang-Can Guo, Alan C. Santos et Ronnie Kosloff, « Vérification expérimentale des protocoles de contrôle du théorème d'inertie » , arXiv: 1903.00404.

[5] Shimshon Kallush, Roie Dann et Ronnie Kosloff, « Controlling the uncontrollable : Quantum control of open system dynamics », arXiv: 2107.11767.

[6] Patrick P. Potts, Alex Arash Sand Kalaee et Andreas Wacker, « Une équation maîtresse de Markovian thermodynamiquement cohérente au-delà de l'approximation séculaire », arXiv: 2108.07528.

Les citations ci-dessus proviennent de SAO / NASA ADS (dernière mise à jour réussie 2021-11-29 04:01:01). La liste peut être incomplète car tous les éditeurs ne fournissent pas de données de citation appropriées et complètes.

On Le service cité par Crossref aucune donnée sur la citation des œuvres n'a été trouvée (dernière tentative 2021-11-29 04:00:59).

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Source : https://quantum-journal.org/papers/q-2021-11-25-590/

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