Year: 2014
Type: dissertation
Abstract: In this thesis, methods for solving non-Markovian dynamics are developed and dierent aspects of the non-Markovian dynamics are studied.Chapter 1 contains a general introduction and the relevant parts of the theory of open quantum systems are presented in chapters 2 and 3.In chapter 4 we study the possibility to use classical stochastic processes to simulate the dynamics of open quantum systems.We discuss the dierent methods suitable for Markovian and non-Markovian dynamics.In the Markovian case the stochastic unraveling has a clear physical interpretation in terms of time continuous quantum measurements.In the non-Markovian case, the unraveling provides additional insight on the non-Markovian dynamics but the physical interpretation of the process is debated.Chapter 5 is devoted for studying the eects of non-Markovianity in specic physical models and the origin of non-Markovianity in these models.Entanglement trapping is studied in a photonic band gap model.We propose an experimentally realizable method how to detect non-Markovianity of quantum dynamics by continuously measuring only a part of the environment of the open system.We also apply methods developed originally for quantum systems to a classical system.An experimentally realizable model of non-Markovian quantum random walk is constructed in chapter 6 and in chapter 7 we conclude.v Tiivistelmä Tässä väitöskirjassa on tutkittu muistiefektien vaikutusta sekä kvantti että klassisten systeemien dynamiikkan.Lisäksi on kehitetty menetelmiä dynamiikan ratkaisemikseksi kun systeemin dynamiikkaa ei voi kuvata Markovisella teorialla.Kappale 1 sisältää yleisen johdatuksen aihepiiriin.Kappaleissa 2 ja 3 esitellään avoimen kvanttisysteemien teoriaa tämän väitöskirjan kannalta olennaisesta näkökulmasta.Kappaleessa 4 tutkitaan klassisten stokastisten prosessien käyttämistä avointen kvanttisysteemien dynamiikan simuloimiseen.Erilaisten menetelmien esittelyn lisäksi tarkastellaan muistiefektien vaikutusta stokastisten prosessien fysikaaliseen tulkintaan.Kappaleessa 5 tutkitaan ei Markovista dynamiikka erilaisissa systeemeissä.Tavoitteena on ymmärtää muistiefektien vaikutus dynamiikkaan sekä miksi Markovinen kuvaus ei toimi esimerkkisysteemeille.Lisäksi tarkastellaan kietoutumisen loukuttumista, muistiefektien kokeellista havainnointia sekä sovelletaan kvanttisysteemeille kehitettyjä menetelmiä klassisiin systeemeihin.Kappaleessa 6 tutkitaan muistiefektejä kvanttikävelyissa mallilla, joka on myös kokeellisesti toteutettavissa.Kappaleessa 7 esitetään yhteenveto tuloksista.
Source: UTUPub (University of Turku)
Author: Luoma, Kimmo
Language: English
Subfield: Atomic and Molecular Physics, and Optics
Field: Physics and Astronomy
Domain: Physical Sciences
Open Access status: green
OpenAlex ID: W121805302