論文の概要: WaveTrain: A Python Package for Numerical Quantum Mechanics of
Chain-Like Systems Based on Tensor Trains
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2302.03725v1
- Date: Tue, 7 Feb 2023 19:33:42 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-09 18:19:11.222414
- Title: WaveTrain: A Python Package for Numerical Quantum Mechanics of
Chain-Like Systems Based on Tensor Trains
- Title（参考訳）: wavetrain:tensor trainに基づくチェーンライクシステムの数値量子力学のためのpythonパッケージ
- Authors: Jerome Riedel, Patrick Gel{\ss}, Rupert Klein, and Burkhard Schmidt
- Abstract要約: WaveTrain(ウェーブトレイン)は、直近近傍(NN)相互作用のみを持つ鎖状量子系の数値シミュレーションのためのオープンソースソフトウェアである。
PythonのテンソルトレインツールボックスScikit-tt上に構築されており、TTフォーマットの効率的な構築方法とストレージスキームを提供する。
WaveTrainは、周期的境界条件を持つか、非周期的境界条件を持つ、あらゆる種類の連鎖型量子システムに使用することができる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: WaveTrain is an open-source software for numerical simulations of chain-like
quantum systems with nearest-neighbor (NN) interactions only. The Python
package is centered around tensor train (TT, or matrix product) format
representations of Hamiltonian operators and (stationary or time-evolving)
state vectors. It builds on the Python tensor train toolbox Scikit-tt, which
provides efficient construction methods and storage schemes for the TT format.
Its solvers for eigenvalue problems and linear differential equations are used
in WaveTrain for the time-independent and time-dependent Schroedinger
equations, respectively. Employing efficient decompositions to construct
low-rank representations, the tensor-train ranks of state vectors are often
found to depend only marginally on the chain length N. This results in the
computational effort growing only slightly more than linearly with N, thus
mitigating the curse of dimensionality. As a complement to the classes for full
quantum mechanics, WaveTrain also contains classes for fully classical and
mixed quantum-classical (Ehrenfest or mean field) dynamics of bipartite
systems. The graphical capabilities allow visualization of quantum dynamics on
the fly, with a choice of several different representations based on reduced
density matrices. Even though developed for treating quasi one-dimensional
excitonic energy transport in molecular solids or conjugated organic polymers,
including coupling to phonons, WaveTrain can be used for any kind of chain-like
quantum systems, with or without periodic boundary conditions, and with NN
interactions only.
- Abstract（参考訳）: wavetrainは、neighbor (nn) 相互作用のみを持つチェーン状量子システムの数値シミュレーションのためのオープンソースソフトウェアである。
Pythonパッケージは、ハミルトン演算子と(静止または時間進化)状態ベクトルのテンソルトレイン(TT、マトリックス製品)フォーマット表現を中心にしている。
TTフォーマットの効率的な構築方法とストレージスキームを提供するPythonテンソルトレインツールボックスSikit-tt上に構築されている。
固有値問題に対する解法と線形微分方程式は、それぞれ時間に依存しない方程式と時間に依存しないシュレーディンガー方程式のウェーブトレインで用いられる。
低ランク表現を構築するために効率的な分解を用いると、状態ベクトルのテンソル-トレイン階数は鎖長 n にわずかにしか依存しないことがしばしば見出される。
完全な量子力学のクラスを補完するものとして、WaveTrain は二部体の古典的および混合量子古典的(エレンフェストまたは平均場)力学のクラスも含む。
グラフィカルな能力は、密度行列の縮小に基づく複数の異なる表現を選択することで、フライ上での量子力学の可視化を可能にする。
分子固体やフォノンとのカップリングを含む共役有機高分子における準一次元エキソトニックエネルギー輸送を処理するために開発されたにもかかわらず、周期境界条件の有無に関わらず、nn相互作用のみを用いて、任意の種類の鎖状量子系にウェーブトレインを用いることができる。
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