論文の概要: QuantumCumulants.jl: A Julia framework for generalized mean-field
equations in open quantum systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2105.01657v2
- Date: Mon, 27 Dec 2021 21:40:11 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-01 15:26:45.564183
- Title: QuantumCumulants.jl: A Julia framework for generalized mean-field
equations in open quantum systems
- Title(参考訳): QuantumCumulants.jl: 開量子系における一般化平均場方程式のジュリアフレームワーク
- Authors: David Plankensteiner, Christoph Hotter, Helmut Ritsch
- Abstract要約: 本稿では,演算子の運動方程式を所望の順序まで完全に自動化するオープンソースフレームワークを提案する。
理論をレビューした後、そのフレームワークを示し、その有用性をいくつかの例に示す。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: A full quantum mechanical treatment of open quantum systems via a Master
equation is often limited by the size of the underlying Hilbert space. As an
alternative, the dynamics can also be formulated in terms of systems of coupled
differential equations for operators in the Heisenberg picture. This typically
leads to an infinite hierarchy of equations for products of operators. A
well-established approach to truncate this infinite set at the level of
expectation values is to neglect quantum correlations of high order. This is
systematically realized with a so-called cumulant expansion, which decomposes
expectation values of operator products into products of a given lower order,
leading to a closed set of equations. Here we present an open-source framework
that fully automizes this approach: first, the equations of motion of operators
up to a desired order are derived symbolically using predefined canonical
commutation relations. Next, the resulting equations for the expectation values
are expanded employing the cumulant expansion approach, where moments up to a
chosen order specified by the user are included. Finally, a numerical solution
can be directly obtained from the symbolic equations. After reviewing the
theory we present the framework and showcase its usefulness in a few example
problems.
- Abstract(参考訳): マスター方程式による開量子系の完全な量子力学的処理は、基礎となるヒルベルト空間の大きさによって制限されることが多い。
代わりとして、力学はハイゼンベルク図形の作用素に対する結合微分方程式の系で定式化することもできる。
これは典型的には作用素の積に対する方程式の無限階層となる。
この無限集合を期待値のレベルで切り離すための確立されたアプローチは、高次量子相関を無視することである。
これはいわゆる累積展開(cumulant expansion)によって体系的に実現され、作用素積の期待値を与えられた下階の積に分解し、閉じた方程式の集合へと導く。
まず、所望の順序までの作用素の運動方程式は、予め定義された標準可換関係を用いてシンボル的に導出される。
次に、ユーザによって指定された選択順序までのモーメントを含む累積展開アプローチを用いて、期待値に対する結果の方程式を拡大する。
最後に、記号方程式から直接数値解を得ることができる。
理論をレビューした後、そのフレームワークを示し、その有用性をいくつかの例に示す。
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