量子耗散

量子耗散的研究目标是在量子力学的基础上推导出经典耗散定律。量子耗散与量子退相干有紧密联系，它在量子力学的层面上研究了能量的不可逆损耗。

量子耗散的研究目标是在量子力学的基础上推导出经典耗散定律。量子耗散与量子退相干有紧密联系。它在量子力学的层面上研究了能量的不可逆损耗。 量子力学建立在哈密顿量的基础上，系统总能量守恒，原则上讲，这样的系统不可能描述能量耗散过程。为了克服这个局限性，将系统分作两部分，一部分是能量发生耗散的系统，一部分叫做“浴”，即该系统所处的环境，系统耗散掉的能量将会流入浴中。系统与浴的耦合取决于描述浴的微观细节。为了不可逆的能量流动，浴含有无数个自由度。 1963年，费曼与Vernon的文章里给出了关于浴的最简单的模型，浴被看作是由无数个谐振子组成的集合。量子力学中，谐振子可用于描述自由玻色子。

1981年，Amir Caldeira 和 Anthony J. Leggett 提出了一个简单模型，从量子角度深入解释了耗散过程。该模型描述了一维的系统与浴的耦合。其哈密顿量包含了系统的哈密顿量、浴的哈密顿量、系统与浴的相互作用项，以及一个额外的项用于保证耗散在空间中是各向同性的。在Caldeira-Leggett模型中，耦合与系统位置有关，如果不包含用于保证平移不变性的额外项，模型不能满足平移不变性，这将导致系统与浴的相互作用与系统所处位置有关。

为了更方便的对浴建模，通常使用浴的谱密度函数来描述。当趋近于经典极限时，即普朗克常数趋近于零时，通过路径积分计算，对所有浴的自由度积分可获得系统在浴的平均作用下的有效动力学。这样可以得到描述耗散过程影响粒子运动的有效力的运动方程。对于马可夫浴，即浴与系统相互作用只与当前状态有关，以及欧姆耗散，上述方程简化为经典粒子在摩擦力作用下的运动方程。因此，Caldeira-Leggett 模型为从量子角度解释经典耗散过程提供了理论基础。

量子耗散是指在量子开放系统中，物体与环境发生能量交换或信息交流，导致相干性退失，因此，两个物体要发生纠缠，一般要让它们和外界环境的相互作用尽可能地小。据美国物理学家组织网近日报道，丹麦歌本哈根大学物理学家通过实验证明，量子耗散能在两个宏观物体之间形成持续稳定的量子纠缠，该发现为制造量子纠缠提供了一种全新的方法。

另外，以色列威兹曼科学研究所凝聚态物理系D. Halbertal教授、 E. Zeldov教授（共同通讯作者）领导的科研团队认为，在石墨烯空间局部耗散边缘强调了超导量子干涉尖端器件发现微观尺度下耗散起始点的重要性。另外在量子自旋以及反常量子霍尔系统中的外尔半金属拓扑保护表面状态，边缘态也吸引了科研人员的兴趣。通过选择恰当的超导材料，可以使得测量量子体系下的温度范围得到扩大。除此之外，高磁场以及多功能磁性感应的能力以及扫描门测温为纳米尺度下测量错综复杂的热电和热磁现象提供了新的方法思路。