論文の概要: Efficient choice of coloured noises in stochastic dynamics of open
quantum systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2006.01863v2
- Date: Thu, 18 Feb 2021 12:59:34 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-17 08:41:53.867998
- Title: Efficient choice of coloured noises in stochastic dynamics of open
quantum systems
- Title（参考訳）: 開量子系の確率力学における有色雑音の効率的な選択
- Authors: Daniel Matos, Matthew A Lane, Ian J Ford and Lev Kantorovich
- Abstract要約: リウヴィル・フォン・ノイマン方程式は、非マルコフ調和環境と結合した密度行列の力学を記述する。
本稿では, 雑音振幅低減法に基づいて, この種の色付きノイズを生成できるスキームを多数提示する。
使用するパラメータに最適であるスキームを同定し、等級の収束を改善し、シミュレーションにより利用できる時間を増大させる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The Stochastic Liouville-von Neumann (SLN) equation describes the dynamics of
an open quantum system reduced density matrix coupled to a non-Markovian
harmonic environment. The interaction with the environment is represented by
complex coloured noises which drive the system, and whose correlation functions
are set by the properties of the environment. We present a number of schemes
capable of generating coloured noises of this kind that are built on a noise
amplitude reduction procedure [Imai et al, Chem. Phys. 446, 134 (2015)],
including two analytically optimised schemes. In doing so, we pay close
attention to the properties of the correlation functions in Fourier space,
which we derive in full. For some schemes the method of Wiener filtering for
deconvolutions leads to the realisation that weakening causality in one of the
noise correlation functions improves numerical convergence considerably,
allowing us to introduce a well controlled method for doing so. We compare the
ability of these schemes, along with an alternative optimised scheme [Schmitz
and Stockburger, Eur. Phys. J.: Spec. Top. 227, 1929 (2019)], to reduce the
growth in the mean and variance of the trace of the reduced density matrix, and
their ability to extend the region in which the dynamics is stable and well
converged for a range of temperatures. By numerically optimising an additional
noise scaling freedom, we identify the scheme which performs best for the
parameters used, improving convergence by orders of magnitude and increasing
the time accessible by simulation.
- Abstract（参考訳）: 確率的リウヴィル・フォン・ノイマン方程式(sln)は、非マルコフ調和環境に結合した開量子系還元密度行列のダイナミクスを記述する。
環境との相互作用は、システムを動かす複雑な色雑音によって表現され、その相関関数は環境の性質によって設定される。
本稿では, ノイズ振幅低減法(Imai et al, Chem. Phys. 446, 134 (2015))に基づいて, 2つの解析最適化スキームを含む, この種の色付きノイズを生成可能なスキームについて述べる。
その際、フーリエ空間における相関関数の性質に注意を払う。
いくつかのスキームでは、デコンボリューションに対するワイナーフィルタの手法は、ノイズ相関関数の1つにおける因果関係の弱化が数値収束を大幅に改善し、よく制御された方法を導入することに繋がる。
これらのスキームの能力と、それに代わる最適化スキーム(Schmitz and Stockburger, Eur. Phys. J.: Spec. Top. 227, 1929 (2019)]とを比較し、還元された密度行列のトレースの平均と分散の増大と、その力学が安定かつよく収束した領域を様々な温度で拡張する能力を比較する。
追加のノイズスケーリング自由度を数値的に最適化することにより、使用するパラメータに最適であるスキームを特定し、桁違いの収束を改善し、シミュレーションにより利用できる時間を増大させる。
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