部分近似与结构化开放量子系统中的统一主方程的数值实现
开放量子系统的马尔可夫动力学通常通过林德布拉德方程描述,该方程经由完全旋波近似从雷德菲尔德方程推导而来。完全旋波近似忽略了主方程中对应于不同玻尔频率跃迁算符对的旋转项。然而对于许多物理体系,该近似不再适用,因此需要更精确地处理这些慢旋转项。实际上,通过采用部分旋波近似——即考虑每对跃迁算符关联的特定时间尺度,并将其与系统-环境耦合产生的时间尺度进行比较——可获得更精确的物理结果。本研究工作为结构化开放量子系统开发了一个通用代码,用于在雷德菲尔德方程中实施部分旋波近似。该代码适用于任意多体系统与玻色浴耦合的普适哈密顿量,并能复现统一主方程的物理行为(该方程在部分旋波近似下与雷德菲尔德方程具有相同的物理表现,且数学上严格保证生成完全正定的动力学映射)。此外,该代码还能针对同一物理问题计算主方程的局域版本与全局版本。研究团队通过由两个超导量子比特构成的结构化开放量子系统(每个量子比特耦合一个玻色模式,后者再与热库相互作用)中的稳态热流研究,展示了该代码的应用价值。本工作成果可广泛应用于复杂开放量子系统的数值研究。
