Quantum speed limit for arbitrary initial states.
Quantum speed limit for arbitrary initial states.
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任意初始状态的量子速度限制
DOI：
10.1038/srep04890
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发表时间：
2014-05-08
影响因子：
4.6
通讯作者：
Fan H
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Zhang YJ;Han W;Xia YJ;Cao JP;Fan H
定义系统从一个初始态演化到它的一个正交态所需的最小时间为量子速度极限时间，它可以用来表征量子系统的最大演化速度。这是量子物理学的一个基本问题。研究了开放量子动力学系统的最小演化时间的通有界。这个量子速度极限时间既适用于混合初态，也适用于纯初态。然后，我们将这一结果应用到阻尼Jaynes-Cummings模型和Ohimc类退相模型从一般的时间演化状态。对于阻尼Jaynes-Cummings模型，当系统从激发态开始时，其相应的界在马尔可夫动力学中先减小后增大。而在非马尔可夫区域，限速时间表现出有趣的周期振荡行为。对于类Ohimc退相模型，这个界将逐渐被捕获到一个固定值。此外，还讨论了非惯性系中相对论效应对观测者速度极限时间的影响。
The minimal time a system needs to evolve from an initial state to its one orthogonal state is defined as the quantum speed limit time, which can be used to characterize the maximal speed of evolution of a quantum system. This is a fundamental question of quantum physics. We investigate the generic bound on the minimal evolution time of the open dynamical quantum system. This quantum speed limit time is applicable to both mixed and pure initial states. We then apply this result to the damped Jaynes-Cummings model and the Ohimc-like dephasing model starting from a general time-evolution state. The bound of this time-dependent state at any point in time can be found. For the damped Jaynes-Cummings model, when the system starts from the excited state, the corresponding bound first decreases and then increases in the Markovian dynamics. While in the non-Markovian regime, the speed limit time shows an interesting periodic oscillatory behavior. For the case of Ohimc-like dephasing model, this bound would be gradually trapped to a fixed value. In addition, the roles of the relativistic effects on the speed limit time for the observer in non-inertial frames are discussed.
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