論文の概要: Beating the House: Fast Simulation of Dissipative Quantum Systems with Ensemble Rank Truncation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2010.05399v1
• Date: Mon, 12 Oct 2020 02:01:27 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-29 07:33:16.095157
• Title: Beating the House: Fast Simulation of Dissipative Quantum Systems with Ensemble Rank Truncation
• Title（参考訳）: 下院を破る:アンサンブルランク切断による散逸量子システムの高速シミュレーション
• Authors: Gerard McCaul, Kurt Jacobs and Denys I. Bondar
• Abstract要約: 本稿では,散逸量子系のシミュレーションのための新しい手法を提案する。 この方法は、リンドブラッド方程式をクラウス写像に近似的に分解することで構成される。 弱い結合状態において、この手法は既存のモンテカルロ法よりも精度と速度の両面で桁違いに優れていることがわかった。
• 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: We introduce a new technique for the simulation of dissipative quantum systems. This method is composed of an approximate decomposition of the Lindblad equation into a Kraus map, from which one can define an ensemble of wavefunctions. Using principal component analysis, this ensemble can be truncated to a manageable size without sacrificing numerical accuracy. We term this method \emph{Ensemble Rank Truncation} (ERT), and find that in the regime of weak coupling, this method is able to outperform existing wavefunction Monte-Carlo methods by an order of magnitude in both accuracy and speed. We also explore the possibility of combining ERT with approximate techniques for simulating large systems (such as Matrix Product States (MPS)), and show that in many cases this approach will be more efficient than directly expressing the density matrix in its MPS form. We expect the ERT technique to be of practical interest when simulating dissipative systems for quantum information, metrology and thermodynamics.
• Abstract（参考訳）: 散逸量子システムのシミュレーションのための新しい手法を提案する。 この方法はリンドブラッド方程式をクラウス写像に近似分解して構成され、そこから波動関数のアンサンブルを定義することができる。 主成分分析を用いて、このアンサンブルを数値精度を犠牲にすることなく、管理可能なサイズに切り離すことができる。 我々はこの手法をemph{Ensemble Rank Truncation} (ERT) と呼び、弱い結合状態において、この手法は既存の波動関数モンテカルロ法を精度と速度の両面で桁違いに上回ることができることを示した。 また,大規模なシステム(MPSなど)をシミュレーションするための近似手法とETRを組み合わせる可能性についても検討し,MPS形式の密度行列を直接表現するよりも,このアプローチの方が効率的であることを示す。 我々は、量子情報、気象学、熱力学の散逸系をシミュレートする際、ETR技術が実用的関心事になることを期待する。

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