物理與材料科學學院量子物理研究團隊張禧征教授在Physical Review B上發表論文“Magnetization in a nonequilibrium quantum spin system”,在非平衡多體量子系統中實現對集體自旋的動力學調控。
PHYSICAL REVIEW B 109, 184314(2024)
在最近原子、分子實驗中，由于系統參數的高度可調性，開放量子系統的動力學演化一般可以由量子主方成來描述。一般來講，環境所誘導的系統耗散對于量子態的調控有著重要的影響，其不僅決定了系統的退相干時間而且還深刻的影響系統的最終演化狀態。從量子軌跡角度來講，開放系統的演化態可以通過對由隨機薛定諤方程所描述的量子軌跡求系綜平均來得到。每一條量子軌跡在短時是由非厄米有效哈密頓量來描述，但是長時間來看，量子跳躍項的引入會隨機的改變非厄米哈密頓量所驅動的演化路徑。從這個意義上來講，有效的非厄米哈密頓量不能用來刻畫系統長時間的動力學行為。在本文中，我們通過調控系統的耗散來挑戰這一常識。我們首先通過非厄米臨界動力學來找到系統的演化末態，隨后，通過調制耗散算符的形式在不改變系統有效非厄米哈密頓量的前提下調控量子跳躍的方向使其與非厄米哈密頓量所驅動的演化方向一致。通過該方案，人們可以精確的調控多體開放系統的演化穩態。特別來講。人們可以按需精確的調控集體自旋的近動方向，這為多體量子系統中的量子信息處理開辟了新的研究思路。
該工作近期被Physical Review B接收發表。天津師范大學張禧征教授為本文唯一作者，天津師范大學為唯一單位。該成果得到了國家自然科學基金面上項目（11975166，12275193，12225507，12088101）以及國家自然科學基金委與中國工程物理研究院所設聯合基金（U1930403）資助。
論文鏈接：https://doi.org/10.1103/PhysRevB.109.184314
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