論文の概要: Approximating quantum thermodynamic properties using DFT

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2201.05563v2
• Date: Mon, 25 Apr 2022 12:54:09 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-01 04:32:59.166329
• Title: Approximating quantum thermodynamic properties using DFT
• Title（参考訳）: DFTを用いた量子熱力学特性の近似
• Authors: Krissia Zawadzki, Amy Skelt and Irene D'Amico
• Abstract要約: 我々は、静的密度汎関数理論の概念に基づいて構築された平均的な仕事とエントロピーの変動に対する「単純」および「ハイブリッド」近似を比較した。 実験結果から, システムの初期状態とエントロピー, 最終状態の近似が極めて良好であることが確認された。 このアプローチは、運転するハミルトニアンによって多体効果が増大しない場合、特に効率的である。
• 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 fabrication, utilisation, and efficiency of quantum technologies rely on a good understanding of quantum thermodynamic properties. Many-body systems are often used as hardware for these quantum devices, but interactions between particles make the complexity of related calculations grow exponentially with the system size. Here we explore and systematically compare `simple' and `hybrid' approximations to the average work and entropy variation built on static density functional theory concepts. These approximations are computationally cheap and could be applied to large systems. We exemplify them considering driven one-dimensional Hubbard chains and show that, for `simple' approximations and low to medium temperatures, it pays to consider a good Kohn-Sham Hamiltonian to approximate the driving Hamiltonian. Our results confirm that a `hybrid' approach, requiring a very good approximation of the initial and, for the entropy, final states of the system, provides great improvements. This approach should be particularly efficient when many-body effects are not increased by the driving Hamiltonian.
• Abstract（参考訳）: 量子技術の製作、利用、効率は量子熱力学特性の理解に頼っている。 多くの身体系はしばしばこれらの量子デバイスのためのハードウェアとして使用されるが、粒子間の相互作用は関連する計算の複雑さをシステムサイズとともに指数関数的に増大させる。 ここでは,静的密度汎関数理論の概念に基づく平均作業とエントロピー変化に対して,'simple' と `hybrid' 近似を探索し,系統的に比較する。 これらの近似は計算的に安価であり、大規模システムに適用できる。 それらが一次元ハバード鎖の駆動を考えることを例示し、'単純'近似と低-中温度の場合、駆動ハミルトニアンを近似するために良いコーン・シャム・ハミルトン系を考える必要があることを示す。 以上の結果から,システムのエントロピー,最終状態に対して,初期状態の極めて良好な近似を必要とする「ハイブリッド」アプローチが大きな改善をもたらすことが確認された。 このアプローチは、駆動ハミルトニアンによって多体効果が増大しない場合に特に効率的である。

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