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物理代写|热力学代写thermodynamics代考|Markovian Limit of the Master Equation
Here we consider the case of time-independent $H_{\mathrm{S}}$ and $S$, so that (11.46) holds, and assume sufficiently long times, $t \gg t_{\mathrm{c}}$, where the bath correlation (response) time $t_{\mathrm{c}}$ is the characteristic decay or memory time of $\Phi_T(t)$ (Sec. 11.3). Then the integral in (11.45) tends to its $t \rightarrow \infty$ limit, and (11.45) becomes a Markovian ME (MME),
$$
\dot{\rho}=-i\left[H_{\mathrm{S}}, \rho\right]+\int_0^{\infty} d \tau\left{\Phi_T(\tau)[\tilde{S}(-\tau) \rho, S]+\text { H.c. }\right} .
$$
We next perform the secular simplification, as follows. We write $H_{\mathrm{S}}$ in the form
$$
H_{\mathrm{S}}=\sum_E E \Pi(E)
$$
where ${E}$ is the complete set of those Hamiltonian eigenvalues, which differ from each other (i.e., if some $E$ is degenerate, it appears in ${E}$ only once), $\Pi(E)$ is an orthogonal projector onto the eigenspace corresponding to $E$, such that $\sum_E \Pi(E)=I_{\mathrm{S}}$, and $I_{\mathrm{S}}$ is the identity operator for the system. Then we can decompose the system-interaction operator,
$$
S=\sum_{E, E^{\prime}} \Pi(E) S \Pi\left(E^{\prime}\right)=\sum_\alpha S_\alpha
$$
The $S_\alpha$ are dubbed the “jump” operators. They are related to $S$ by the equality
$$
S_\alpha=\sum_{E^{\prime}-E=\omega_\alpha} \Pi(E) S \Pi\left(E^{\prime}\right)
$$
where the sum is over all $E^{\prime}$ and $E$ with a given difference $\omega_\alpha$.
The operator (11.57) in the interaction picture results from (11.47) in the form
$$
\tilde{S}(t)=\sum_\alpha e^{-i \omega_\alpha t} S_\alpha
$$
Upon inserting this expression and its $\tau=0$ value (11.57) (rewritten in the form $\left.S=\sum_{\alpha^{\prime}} S_{\alpha^{\prime}}^{\dagger}\right)$ into (11.55) and using (11.41), the MME acquires the form
$$
\dot{\rho}=-i\left[H_{\mathrm{S}}, \rho\right]+\sum_{\alpha, \alpha^{\prime}}\left{\left(\gamma_\alpha / 2+i \Delta_\alpha\right)\left[S_\alpha \rho, S_{\alpha^{\prime}}^{\dagger}\right]+\text { H.c. }\right}
$$
where the meaning of $\gamma_\alpha$ and $\Delta_\alpha$ is explained below.
物理代写|热力学代写thermodynamics代考|Non-Markovian Master Equation for Periodically Modulated TLS
In this section, we restrict the non-Markovian ME derived above to the case of a TLS that is coupled to a thermal bath, under periodic modulations of the TLS frequency. We dwell on unconventional squeezing effects incurred by a modulation that is fast enough to violate the RWA.
In the joint system-plus-bath Hamiltonian (11.2), now the modulated TLS Hamiltonian is given by
$$
H_{\mathrm{S}}(t)=\frac{1}{2} \sigma_z\left[\omega_{\mathrm{a}}+\delta_{\mathrm{a}}(t)\right]
$$
where $\delta_{\mathrm{a}}(t)$ is the frequency-modulation function. We take in (11.26) the dipolar system-interaction operator that couples it to the bath to be
$$
S(t)=\tilde{\epsilon}(t) \sigma_x,
$$
where $\tilde{\epsilon}(t)$ is the real amplitude describing the interaction-strength modulation. The operator (11.30) is given by
$$
\tilde{S}(\tau, t)=\tilde{\epsilon}(\tau)\left[\varepsilon^(t) \varepsilon(\tau) e^{-i \omega_{\mathrm{a}}(t-\tau)} \sigma_{+}+\varepsilon(t) \varepsilon^(\tau) e^{i \omega_{\mathrm{a}}(t-\tau)} \sigma_{-}\right],
$$
where the time-dependent phase factor follows from (11.64) to be
$$
\varepsilon(t)=e^{i \int_0^t d t^{\prime} \delta_{\mathrm{a}}\left(t^{\prime}\right)} .
$$

热力学代考
物理代写|热力学代写thermodynamics代考|Markovian Limit of the Master Equation
这里我们考虑时间无关的情况 $H_{\mathrm{S}}$ 和 $S$ ,因此 (11.46) 成立,并假设足够长的时间,
$t \gg t_{\mathrm{c}}$ ,其中沐浴相关 (响应) 时间 $t_{\mathrm{c}}$ 是特征衰减或记忆时间 $\Phi_T(t)$ (第 11.3 节)。 那么 (11.45) 中的积分趋于它的 $t \rightarrow \infty$ 极限,并且 (11.45) 成为马尔可夫 ME (MME),
我们接下来执行长期简化,如下所示。我们写 $H_{\mathrm{S}}$ 在形式
$$
H_{\mathrm{S}}=\sum_E E \Pi(E)
$$
在哪里 $E$ 是这些哈密顿特征值的完整集合,它们彼此不同(即,如果一些 $E$ 是退化的, 它出现在 $E$ 只有一次), $\Pi(E)$ 是对应于的本征空间上的正交投影仪 $E$, 这样 $\sum_E \Pi(E)=I_{\mathrm{S}}$ ,和 $I_{\mathrm{S}}$ 是系统的身份操作员。然后我们可以分解系统交互算子,
$$
S=\sum_{E, E^{\prime}} \Pi(E) S \Pi\left(E^{\prime}\right)=\sum_\alpha S_\alpha
$$
这 $S_\alpha$ 被称为”跳跃”运算符。它们与 $S$ 由平等
$$
S_\alpha=\sum_{E^{\prime}-E=\omega_a} \Pi(E) S \Pi\left(E^{\prime}\right)
$$
总和在哪里 $E^{\prime}$ 和 $E$ 具有给定的差异 $\omega_\alpha$.
交互图片中的运算符 (11.57) 由形式中的 (11.47) 产生
$$
\tilde{S}(t)=\sum_\alpha e^{-i \omega_\omega t} S_\alpha
$$
在揷入这个表达式及其 $\tau=0$ 值 (11.57) (重写为 $S=\sum_{\alpha^{\prime}} S_{\alpha^{\prime}}^{\dagger}$ )进入 (11.55) 并使用 (11.41),MME获取表格
哪里的意思 $\gamma_\alpha$ 和 $\Delta_\alpha$ 解释如下。
物理代写|热力学代写thermodynamics代考|Non-Markovian Master Equation for Periodically Modulated TLS
在本节中,我们将上面导出的非马尔可夫 ME 限制为在 TLS 频率的周期性调制下耦合到 热浴的 TLS 的情况。我们详细讨论了由速度足以违反 RWA 的调制引起的非常规压缩效 应。
在联合系统加浴哈密顿量 (11.2) 中,现在调制的 TLS 哈密顿量由下式给出
$$
H_{\mathrm{S}}(t)=\frac{1}{2} \sigma_z\left[\omega_{\mathrm{a}}+\delta_{\mathrm{a}}(t)\right]
$$
在哪里 $\delta_{\mathrm{a}}(t)$ 是调频函数。我们接受 (11.26) 偶极系统相互作用算子,将其耦合到浴缸
$$
S(t)=\tilde{\epsilon}(t) \sigma_x
$$
在哪里 $\tilde{\epsilon}(t)$ 是描述相互作用强度调制的真实振幅。运算符 (11.30) 由下式给出
$$
\left.\left.\tilde{S}(\tau, t)=\tilde{\epsilon}(\tau)\left[\varepsilon^{(} t\right) \varepsilon(\tau) e^{-i \omega_{\mathrm{a}}(t-\tau)} \sigma_{+}+\varepsilon(t) \varepsilon^{(} \tau\right) e^{i \omega_{\mathrm{a}}(t-\tau)} \sigma_{-}\right],
$$
其中随时间变化的相位因子由 (11.64) 得出为
$$
\varepsilon(t)=e^{i \int_0^t d t^{\prime} \delta_a\left(t^{\prime}\right)}
$$

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