基本介紹
- 中文名：開放量子多體系統中相變問題的研究
- 依託單位：大連理工大學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：金家森
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
開放量子多體系統的相變問題在凝聚態物理、統計物理和量子信息等領域具有重要意義，近年來已受到越來越多的關注。開放量子多體系統中存在么正演化和耗散過程兩種動力學機制，這兩種機制相互競爭導致開放系統的穩態表現出許多奇妙的性質，例如系統的穩態會呈現出全新的量子相。目前絕大部分關於開放量子多體系統問題的研究是基於平均場近似方法，然而由於平均場近似方法忽略了格點之間的關聯，它對穩態相圖中相邊界的確定以及系統在相變點附近的臨界行為的描述並不精確。本項目擬超出平均場近似的局限，探索開放量子多體系統的穩態相圖及其臨界行為的性質。與此同時，嘗試探索快速有效精確地算法對系統的動力學問題進行研究。通過本項目的實施，我們將較為全面深入地對開放量子多體系統的相變問題進行研究，為其在量子光學、量子計算等領域的相關套用起到理論指導作用。
結題摘要
近年來，開放量子多體系統的穩態相變問題受到了越來越多的關注。現有的研究方法主要集中基於平均場近似，忽略系統內不同所有關聯，因此對系統性質的描述並不準確。本項目超越平均場近似，主要針對量子自旋1/2系統的穩態相變及問題性質進行了研究。我們利用連線團簇展開方法，通過對二維方形格點系統中的小尺度團簇的穩態性質研究併合理的進行求和，得到系統在熱力學極限下的性質；我們還利用Mori投影算符方法對受驅耗散海森堡格點系統的穩態極限環進行研究，發現短程關聯對系統的穩態性質具有重要影響，排除了該系統穩態極限環的存在；我們還對不同耗散通道下的橫場Ising模型進行研究，揭示了在耗散發生在橫場方向時系統穩態可能發生二級相變，而耗散發生在相互作用方向時系統可能發生一級相變。此外我們還利用碰撞模型研究了開放系統與環境發生回流時，不同的回流策略對系統動力學的非馬爾可夫性的影響，為接下來考慮開放多體系統中極限環的存在提供理論幫助。通過本項目的執行，我們對開放自旋1/2系統的穩態相變問題有了深入的了解，提出基於團簇思想的理論和數值方法，為後續研究打下了良好的基礎。
