論文の概要: Effective-Hamiltonian theory: An approximation to the equilibrium state
of open quantum systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2307.14330v1
- Date: Wed, 26 Jul 2023 17:50:08 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-07-27 11:29:42.546926
- Title: Effective-Hamiltonian theory: An approximation to the equilibrium state
of open quantum systems
- Title（参考訳）: 有効-ハミルトン理論:開量子系の平衡状態への近似
- Authors: Nicholas Anto-Sztrikacs, Brett Min, Marlon Brenes, and Dvira Segal
- Abstract要約: 我々は、最近開発されたエフェクト・ハミルトニアン法(EFFH)を、熱浴と強く結合した量子系の平衡状態(平均ギブズ状態)の近似として拡張し、ベンチマークする。
両手法は平衡状態の類似構造を予測するが, EFFH法は簡単な計算と閉形式解析結果の利点を提供する。
- 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: We extend and benchmark the recently-developed Effective-Hamiltonian (EFFH)
method [PRX Quantum $\bf{4}$, 020307 (2023)] as an approximation to the
equilibrium state ("mean-force Gibbs state") of a quantum system at strong
coupling to a thermal bath. The EFFH method is an approximate framework.
Through a combination of the reaction-coordinate mapping, a polaron
transformation and a controlled truncation, it imprints the system-bath
coupling parameters into the system's Hamiltonian. First, we develop a
$\textit{variational}$ EFFH technique. In this method, system's parameters are
renormalized by both the system-bath coupling parameters (as in the original
EFFH approach) and the bath's temperature. Second, adopting the generalized
spin-boson model, we benchmark the equilibrium state from the EFFH treatment
against numerically-exact simulations and demonstrate a good agreement for both
polarization and coherences using the Brownian spectral function. Third, we
contrast the (normal and variational) EFFH approach with the familiar (normal
and variational) polaron treatment. We show that the two methods predict a
similar structure for the equilibrium state, albeit the EFFH approach offers
the advantage of simpler calculations and closed-form analytical results.
Altogether, we argue that for temperatures comparable to the system's
frequencies, the EFFH methodology provides a good approximation for the
mean-force Gibbs state in the full range of system-bath coupling, from
ultraweak to ultrastrong.
- Abstract（参考訳）: 熱浴との強いカップリングにおける量子系の平衡状態(平均力ギブス状態)の近似として,最近開発された実効ハミルトニアン(effh)法 [prx quantum $\bf{4}$, 020307 (2023)] を拡張してベンチマークを行った。
EFFH法は近似フレームワークである。
反応-配位写像、ポーラロン変換、制御された切断の組み合わせにより、系-バスカップリングパラメータをシステムのハミルトニアンにインプリントする。
まず、$\textit{variational}$ EFFH 技術を開発する。
本手法では,システムバス結合パラメータ(元のEFFH法のように)と浴槽温度の両方で,系のパラメータを正規化する。
次に,一般化スピン-ボーソンモデルを適用し,数値実効シミュレーションに対するeffh法からの平衡状態の評価を行い,ブラウンスペクトル関数を用いた偏光とコヒーレンスの両方について良好な一致を示す。
第3に, EFFH法と慣れ親しんだ (正規および変動) ポーラロン法を対比した。
両手法が平衡状態の類似構造を予測することを示し,EFFH法は簡単な計算と閉形式解析結果の利点を提供する。
同様に、系の周波数に匹敵する温度では、EFFH法は、極弱から超強までのシステム-バス結合の完全な範囲において、平均力ギブズ状態に対して良好な近似を提供する。
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