Locality and universality of quantum memory effects.
Locality and universality of quantum memory effects.
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量子记忆效应的局部性和普遍性
DOI：
10.1038/srep06327
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发表时间：
2014-09-11
影响因子：
4.6
通讯作者：
Breuer HP
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Liu BH;Wißmann S;Hu XM;Zhang C;Huang YF;Li CF;Guo GC;Karlsson A;Piilo J;Breuer HP
复杂系统动力学的建模和分析往往需要采用非马尔可夫随机过程。虽然在经典系统中，非马尔可夫性有一个明确而完善的数学定义，但量子体系的扩展最近引起了一场生动的辩论，导致了许多不同的关于开放量子系统动力学中记忆效应的表征和量化的建议。在这里，我们推导出一个数学表示的非马尔可夫度量的基础上的开放系统和它的环境之间的信息交换，这揭示了非马尔可夫性在量子态空间中的局部性和普遍性，并大大简化了其数值和实验测定。我们进一步说明了这种表示的应用，通过一个全光学实验，允许测量的程度的记忆效应在光子量子过程中具有高精度。
The modeling and analysis of the dynamics of complex systems often requires to employ non-Markovian stochastic processes. While there is a clear and well-established mathematical definition for non-Markovianity in the case of classical systems, the extension to the quantum regime recently caused a vivid debate, leading to many different proposals for the characterization and quantification of memory effects in the dynamics of open quantum systems. Here, we derive a mathematical representation for the non-Markovianity measure based on the exchange of information between the open system and its environment, which reveals the locality and universality of non-Markovianity in the quantum state space and substantially simplifies its numerical and experimental determination. We further illustrate the application of this representation by means of an all-optical experiment which allows the measurement of the degree of memory effects in a photonic quantum process with high accuracy.
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