有限维量子电池中的麦氏交叉现象

量子姆潘巴效应是一种反直觉现象,指初始远离平衡态的系统比接近平衡态的系统弛豫更快。在有限维量子电池与环境相互作用的框架下,该研究团队提出了“各态历经姆潘巴交叉”(EMC)概念,其定义为动态过程中各态历经轨迹的交叉点。针对振幅阻尼噪声作用下的量子比特电池,研究人员推导出EMC发生的条件——与初始态的相对相干性相关,并完整刻画了相对于固定参考态呈现EMC的态空间区域。值得注意的是,分析表明在 anisotropic 泡利噪声下,EMC的出现同时受初始态的相干性和能量共同调控。为阐明EMC的物理起源,该工作将各态历经分解为相干与非相干贡献,证明在量子比特系统中相干分量对EMC起决定性作用——这一现象在三能级电池中并不成立。进一步扩展到非马尔可夫环境的研究表明:与马尔可夫情形不同,非马尔可夫动力学可产生多重姆潘巴交叉,且交叉点总数恒为奇数。通过分析EMC与传统状态姆潘巴效应的关联发现,对量子比特而言EMC必然伴随状态姆潘巴交叉,而该对应关系在量子三态系统中失效——EMC可在无任何状态姆潘巴交叉的情况下出现。

作者单位: VIP可见
页数/图表: 登录可见
提交arXiv: 2026-02-11 17:24

量科快讯