量子马尔可夫链的Dobrushin条件:高温下的快速混合与条件互信息

量子物理学的一个核心挑战在于理解多体系统的结构特性,包括平衡态与非平衡态。对于经典系统,该研究团队已建立统一的理论框架,将热平衡系统的结构特性与收敛至该状态的马尔可夫链动力学联系起来。然而量子系统尚缺乏类似理论:目前没有能将马尔可夫演化的定量收敛性转化为强结构特征的体系框架。研究人员构建了一个通用框架,将经典理论的广度和灵活性延伸至高温量子吉布斯态。其核心是Dobrushin条件的自然量子类比——只要该条件成立,简洁的路径耦合论证即可证明对应马尔可夫演化具有快速混合特性。该工作还架起了动力学与结构特性之间的桥梁:快速混合特性可无条件实现条件互信息(CMI)的指数衰减(与被探测子系统尺寸无关),从而解决了开放量子系统理论中的关键问题。该团队的技术突破在于引入最优传输视角,将量子动力学与线性微分方程耦合,从而精确控制局域偏离平衡态行为如何传播至远距离位点。

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作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2025-10-09 17:54

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