Papers
Topics
Authors
Recent
Search
2000 character limit reached

Controlling Matter Phases beyond Markov

Published 3 Jul 2023 in quant-ph and cond-mat.other | (2307.01119v4)

Abstract: Controlling phase transitions in quantum systems via coupling to reservoirs has been mostly studied for idealized memory-less environments under the so-called Markov approximation. Yet, most quantum materials and experiments in the solid state, atomic, molecular and optical physics are coupled to reservoirs with finite memory times. Here, using the spectral theory of non-Markovian dissipative phase transitions developed in the companion paper [Debecker et al., Phys. Rev. A 110, 042201 (2024)], we show that memory effects can be leveraged to reshape matter phase boundaries, but also reveal the existence of dissipative phase transitions genuinely triggered by non-Markovian effects.

Definition Search Book Streamline Icon: https://streamlinehq.com
References (42)
  1. J. Toner and Y. Tu, Phys. Rev. E 58, 4828 (1998).
  2. T. E. Lee, S. Gopalakrishnan, and M. D. Lukin, Phys. Rev. Lett. 110, 257204 (2013).
  3. M.-J. Hwang, P. Rabl, and M. B. Plenio, Phys. Rev. A 97, 013825 (2018).
  4. I. de Vega and D. Alonso, Rev. Mod. Phys. 89, 015001 (2017).
  5. S. F. Huelga, A. Rivas, and M. B. Plenio, Phys. Rev. Lett. 108, 160402 (2012).
  6. F. Otterpohl, P. Nalbach, and M. Thorwart, Phys. Rev. Lett. 129, 120406 (2022).
  7. F. Damanet, A. J. Daley, and J. Keeling, Phys. Rev. A 99, 033845 (2019).
  8. R. Palacino and J. Keeling, Phys. Rev. Research 3, L032016 (2021).
  9. Y. Tanimura and R. Kubo, Journal of the Physical Society of Japan 58, 1199 (1989).
  10. A. Ishizaki and Y. Tanimura, Journal of the Physical Society of Japan 74, 3131 (2005), https://doi.org/10.1143/JPSJ.74.3131 .
  11. A. Ishizaki and G. R. Fleming, Proceedings of the National Academy of Sciences 106, 17255 (2009), https://www.pnas.org/doi/pdf/10.1073/pnas.0908989106 .
  12. Y. Tanimura, The Journal of Chemical Physics 153, 020901 (2020), https://doi.org/10.1063/5.0011599 .
  13. D. Nagy and P. Domokos, Phys. Rev. Lett. 115, 043601 (2015).
  14. D. Nagy and P. Domokos, Phys. Rev. A 94, 063862 (2016).
  15. F. B. Anders, R. Bulla, and M. Vojta, Phys. Rev. Lett. 98, 210402 (2007).
  16. T. E. Lee, C.-K. Chan, and S. F. Yelin, Phys. Rev. A 90, 052109 (2014).
  17. It should be noted that the formalism presented here is easily generalizable to multiple bosonic or fermionic baths at finite temperature.
  18. C. Meier and D. J. Tannor, The Journal of Chemical Physics 111, 3365 (1999), https://doi.org/10.1063/1.479669 .
  19. G. Ritschel and A. Eisfeld, The Journal of Chemical Physics 141, 094101 (2014), https://doi.org/10.1063/1.4893931 .
  20. A. Imamoglu, Phys. Rev. A 50, 3650 (1994).
  21. B. J. Dalton, S. M. Barnett, and B. M. Garraway, Phys. Rev. A 64, 053813 (2001).
  22. B. M. Garraway, Phys. Rev. A 55, 2290 (1997).
  23. G. Pleasance, B. M. Garraway, and F. Petruccione, Phys. Rev. Research 2, 043058 (2020).
  24. H. Yang, H. Miao, and Y. Chen, Phys. Rev. A 85, 040101(R) (2012).
  25. H.-P. Breuer, Phys. Rev. A 70, 012106 (2004).
  26. A. Barchielli, C. Pellegrini, and F. Petruccione, EPL (Europhysics Letters) 91, 24001 (2010).
  27. S. Schmidt and J. Koch, Ann. Phys. 525, 395 (2013).
  28. S. Flannigan, F. Damanet, and A. J. Daley, Phys. Rev. Lett. 128, 063601 (2022).
  29. F. Minganti, V. Savona, and A. Biella, Dissipative phase transitions in n𝑛nitalic_n-photon driven quantum nonlinear resonators (2023), arXiv:2303.03355 [quant-ph] .
  30. S. Morrison and A. S. Parkins, Phys. Rev. A 77, 043810 (2008).
  31. R. I. Moodie, K. E. Ballantine, and J. Keeling, Phys. Rev. A 97, 033802 (2018).
  32. E. Mascarenhas, H. Flayac, and V. Savona, Phys. Rev. A 92, 022116 (2015).
  33. J. Cui, J. I. Cirac, and M. C. Bañuls, Phys. Rev. Lett. 114, 220601 (2015).
  34. S. Flannigan, F. Damanet, and A. J. Daley, arXiv  (2021).
  35. V. Link, H.-H. Tu, and W. T. Strunz, Open quantum system dynamics from infinite tensor network contraction (2023), arXiv:2307.01802 [quant-ph] .
  36. T. Ikeda and G. D. Scholes, The Journal of Chemical Physics 152, 10.1063/5.0007327 (2020).
  37. J. Huber, P. Kirton, and P. Rabl, Phys. Rev. A 102, 012219 (2020).
  38. A. Carollo, D. Valenti, and B. Spagnolo, Physics Reports 838, 1 (2020), geometry of quantum phase transitions.
  39. A. Carollo, B. Spagnolo, and D. Valenti, Scientific Reports 8 (2018).
  40. D. Dolgitzer, D. Zeng, and Y. Chen, Opt. Express 29, 23988 (2021).
  41. T. Müller, S. Diehl, and M. Buchhold, Phys. Rev. Lett. 128, 010605 (2022).
  42. R. Lundgren, A. V. Gorshkov, and M. F. Maghrebi, Phys. Rev. A 102, 032218 (2020).
Citations (2)
View on Semantic Scholar

Summary

No one has generated a summary of this paper yet.

Sign Up to Summarize

Paper to Video (Beta)

No one has generated a video about this paper yet.

Sign Up to Generate All Videos Subscribe on YouTube

Whiteboard

No one has generated a whiteboard explanation for this paper yet.

Sign Up to Generate

Open Problems

We haven't generated a list of open problems mentioned in this paper yet.

Generate Now

Continue Learning

We haven't generated follow-up questions for this paper yet.

Generate Now

Collections

Sign up for free to add this paper to one or more collections.

Sign Up

Tweets

Sign up for free to view the 1 tweet with 0 likes about this paper.

Sign Up for Free