論文の概要: Accurate simulation and thermal tuning by temperature-adaptive boundary
interactions on quantum many-body systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2104.15054v2
- Date: Thu, 14 Apr 2022 08:10:41 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-01 23:42:13.018395
- Title: Accurate simulation and thermal tuning by temperature-adaptive boundary
interactions on quantum many-body systems
- Title（参考訳）: 量子多体系の温度適応境界相互作用による高精度シミュレーションと温度調整
- Authors: Ding-Zu Wang, Guo-Feng Zhang, Maciej Lewenstein, Shi-Ju Ran
- Abstract要約: 本研究では, 1次元(1次元)多体系の熱力学を模倣し, 調整する温度適応型エンタングルメントシミュレータ(TAES)を提案する。
1Dスピンチェーンのベンチマークでは、TAESは既存の有限温度アプローチと比較して最先端の精度を上回っている。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.13230439190003
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Constructing quantum Hamiltonians for simulating and controlling the exotic
physics of many-body systems belongs to the most important topics of condensed
matter physics and quantum technologies. The main challenge that hinders the
future investigations is the extremely high complexity for either their
numerical simulations or experimental realizations. In this work, we propose
the temperature-adaptive entanglement simulator (TAES) that mimics and tunes
the thermodynamics of the one-dimensional (1D) many-body system by embedding a
small-size model in an entanglement bath. The entanglement bath is described by
the interactions located at the boundaries of the small-size model, whose
coupling constants are optimized by means of differentiable tensor network at
target temperatures. With the benchmark on 1D spin chains, TAES surpasses the
state-of-the-art accuracy compared with the existing finite-temperature
approaches such as linearized and differential tensor renormalization group
algorithms. By tuning the couplings of the entanglement bath with the
temperature fixed, the bulk entropy exhibits similar behavior compared to that
obtained by tuning the temperature. Our work provides novel opportunities of
engineering the distribution of fluctuations and mimicking the non-equilibrium
phenomena in a uniform temperature within the canonical ensemble framework
using the optimized boundary interactions.
- Abstract（参考訳）: 多体系のエキゾチック物理をシミュレーションし制御するための量子ハミルトニアンの構成は、凝縮体物理学と量子技術において最も重要な話題である。
将来の研究を妨げる主な課題は、数値シミュレーションや実験的な実現において非常に高い複雑さである。
本研究では, 1次元(1次元)多体系の熱力学を, 絡み合い浴に小型モデルを埋め込んで模倣し, 調律する温度適応エンタングルメントシミュレータ(taes)を提案する。
エンタングルメント浴は, ターゲット温度の異なるテンソルネットワークを用いて結合定数を最適化した小型モデルの境界付近の相互作用によって記述される。
1Dスピンチェーンのベンチマークでは、TAESは線形化や微分テンソル再正規化アルゴリズムのような既存の有限温度アプローチと比較して最先端の精度を上回っている。
絡み合い浴のカップリングを温度を固定した温度に調整することにより、バルクエントロピーは温度を調整したものと類似した挙動を示す。
我々の研究は、最適化された境界相互作用を用いて、標準アンサンブルフレームワーク内の均一温度における揺らぎの分布と非平衡現象を模倣する新しい機会を提供する。
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