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凝聚态物理 > 统计力学

arXiv:2311.01518 (cond-mat)
[提交于 2023年11月2日 ]

标题: 耗散量子混沌的特征

标题: Signatures of dissipative quantum chaos

Authors:Lucas Sá
摘要: 理解耗散量子系统的非平衡动力学,其中耗散和退相干与幺正动力学共存,是一个巨大的挑战,但也有巨大的回报。 通常,唯一现实的方法是放弃详细的微观描述,并寻找由许多不同但足够相似的复杂系统共享的普遍行为的特征。 量子混沌为解决这个问题提供了一个强大的统计框架,依赖于对称性来获得 otherwise 无法获得的信息。 本论文探讨了如何将混沌与耗散相结合,沿着两条互补的路线进行。 在第一部分中,我们将非厄米随机矩阵理论应用于具有马尔可夫耗散的开放量子系统,并讨论了三个物理相关性逐渐增加的代表性例子的弛豫时间尺度和稳态:单粒子 Lindbladians 和 Kraus 映射、开放自由费米子以及耗散的 Sachdev-Ye-Kitaev (SYK) 模型。 在第二部分中,我们研究了多体开放量子系统的对称性、相关性和普遍性,并对几种耗散量子物质模型进行了分类。 从理论角度来看,本论文提出了一个通用框架,用于研究现实、混沌和耗散量子系统的普遍性质。 从实践角度来看,它提供了由对称性约束的动力耗散演化的具体构建模块,可能对复杂量子结构的制造产生技术影响。 (完整摘要见论文。)
摘要: Understanding the far-from-equilibrium dynamics of dissipative quantum systems, where dissipation and decoherence coexist with unitary dynamics, is an enormous challenge with immense rewards. Often, the only realistic approach is to forgo a detailed microscopic description and search for signatures of universal behavior shared by collections of many distinct, yet sufficiently similar, complex systems. Quantum chaos provides a powerful statistical framework for addressing this question, relying on symmetries to obtain information not accessible otherwise. This thesis examines how to reconcile chaos with dissipation, proceeding along two complementary lines. In Part I, we apply non-Hermitian random matrix theory to open quantum systems with Markovian dissipation and discuss the relaxation timescales and steady states of three representative examples of increasing physical relevance: single-particle Lindbladians and Kraus maps, open free fermions, and dissipative Sachdev-Ye-Kitaev (SYK) models. In Part II, we investigate the symmetries, correlations, and universality of many-body open quantum systems, classifying several models of dissipative quantum matter. From a theoretical viewpoint, this thesis lays out a generic framework for the study of the universal properties of realistic, chaotic, and dissipative quantum systems. From a practical viewpoint, it provides the concrete building blocks of dynamical dissipative evolution constrained by symmetry, with potential technological impact on the fabrication of complex quantum structures. (Full abstract in the thesis.)
评论: 博士论文,里斯本大学(2023年)。264页,54幅图。部分与arXiv:1905.02155、arXiv:1910.12784、arXiv:2007.04326、arXiv:2011.06565、arXiv:2104.07647、arXiv:2110.03444、arXiv:2112.12109、arXiv:2210.07959、arXiv:2210.01695、arXiv:2211.01650、arXiv:2212.00474和arXiv:2305.09663重叠。
主题: 统计力学 (cond-mat.stat-mech) ; 无序系统与神经网络 (cond-mat.dis-nn); 高能物理 - 理论 (hep-th); 量子物理 (quant-ph)
引用方式: arXiv:2311.01518 [cond-mat.stat-mech]
  (或者 arXiv:2311.01518v1 [cond-mat.stat-mech] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2311.01518
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI

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来自: Lucas Sá [查看电子邮件]
[v1] 星期四, 2023 年 11 月 2 日 18:08:48 UTC (22,049 KB)
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