論文の概要: Convergence guarantees for discrete mode approximations to non-Markovian quantum baths

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2107.07196v2
• Date: Fri, 12 Nov 2021 17:33:55 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-22 05:21:26.975858
• Title: Convergence guarantees for discrete mode approximations to non-Markovian quantum baths
• Title（参考訳）: 非マルコフ量子浴に対する離散モード近似の収束保証
• Authors: Rahul Trivedi, Daniel Malz, J. Ignacio Cirac
• Abstract要約: 非マルコフ効果は、固体物理学、量子光学におけるオープン量子系の挙動をモデル化し、生物学的および化学システムの研究において重要である。 系の環境相互作用に関する物理的に動機づけられた仮定の下では、収束することが保証される十分な数のモードで計算される非マルコフ開量子系の有限時間力学が近似であることを示す。 この結果は、非マルコフ力学を近似するための古典的および量子的アルゴリズムに厳密な関係を与える。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.7734726150561088
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Non-Markovian effects are important in modeling the behavior of open quantum systems arising in solid-state physics, quantum optics as well as in study of biological and chemical systems. The non-Markovian environment is often approximated by discrete bosonic modes, thus mapping it to a Lindbladian or Hamiltonian simulation problem. While systematic constructions of such modes have been previously proposed, the resulting approximation lacks rigorous and general convergence guarantees. In this letter, we show that under some physically motivated assumptions on the system-environment interaction, the finite-time dynamics of the non-Markovian open quantum system computed with a sufficiently large number of modes is guaranteed to converge to the true result. Furthermore, we show that this approximation error typically falls off polynomially with the number of modes. Our results lend rigor to classical and quantum algorithms for approximating non-Markovian dynamics.
• Abstract（参考訳）: 非マルコフ効果は、固体物理学、量子光学、および生物学的および化学システムの研究で生じるオープン量子系の挙動をモデル化する上で重要である。 非マルコフ環境はしばしば離散ボソニックモードによって近似され、リンドブラジアンあるいはハミルトニアンシミュレーション問題にマッピングされる。 このようなモードの体系的な構成は以前から提案されていたが、結果として得られる近似は厳密で一般的な収束保証を欠いている。 このレターでは、システム環境相互作用に関する物理的動機付けされた仮定の下で、十分に多くのモードで計算された非マルコフ開量子系の有限時間力学が真の結果に収束することを保証している。 さらに,この近似誤差が通常,モード数で多項式的に減少することを示した。 この結果は、非マルコフ力学を近似する古典的な量子アルゴリズムや量子アルゴリズムに厳密に寄与する。

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