論文の概要: Discrete-phase-space method for driven-dissipative dynamics of strongly interacting bosons in optical lattices
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2307.16170v3
- Date: Mon, 16 Dec 2024 06:44:40 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-12-17 13:49:04.935362
- Title: Discrete-phase-space method for driven-dissipative dynamics of strongly interacting bosons in optical lattices
- Title（参考訳）: 光格子中の強相互作用ボソンの駆動散逸ダイナミクスに対する離散位相空間法
- Authors: Kazuma Nagao, Ippei Danshita, Seiji Yunoki,
- Abstract要約: 我々は、散逸性SU($cal N$)スピン絶縁体のリアルタイム進化を解析するために、離散的に切り離されたウィグナー法を開発した。
本手法を三次元散逸型Bose-Hubbardモデルのアナログ量子シミュレータを含む最先端実験に適用する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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- Abstract: We develop a discrete truncated Wigner method to analyze the real-time evolution of dissipative SU(${\cal N}$) spin systems coupled with a Markovian environment. This semiclassical approach is not only numerically efficient but also particularly capable of accurately capturing local loss processes due to its local linearity in the dynamical equations. We apply the method to a state-of-the-art experiment involving an analog quantum simulator of a three-dimensional dissipative Bose-Hubbard model in a strongly interacting regime. Our numerical results show good agreement with experimental data, specifically capturing the continuous quantum Zeno effect in the dynamics subjected to a gradual change of the ratio between the hopping amplitude and the onsite interaction across the superfluid-Mott insulator crossover. Furthermore, we present comparative analyses with the continuous truncated Wigner method, derived as an effective Fokker-Planck equation for SU(${\cal N}$) classical spin variables, showing that the discrete method outperforms the continuous one in simulating the long-time dynamics of SU(2) and SU(3) spin models. The discrete phase space framework offers a versatile and powerful tool for exploring a wide range of open quantum many-body systems in dimensions higher than one dimension, where numerically exact methods are impractical due to the exponential growth of the Hilbert space dimension.
- Abstract（参考訳）: 我々は、マルコフ環境と組み合わされた散逸SU(${\cal N}$)スピンシステムのリアルタイム進化を解析するために、離散的に切り離されたウィグナー法を開発した。
この半古典的アプローチは数値的に効率的であるだけでなく、力学方程式の局所線型性によって局所的な損失過程を正確に捉えることができる。
本手法を3次元散逸型Bose-Hubbardモデルのアナログ量子シミュレータを強相互作用状態に応用した最先端実験に適用する。
数値計算の結果,超流動-モット絶縁体クロスオーバーにおけるホッピング振幅とオンサイト相互作用の比の段階的変化にともなう力学における連続量子ゼノ効果の観測は,実験データと良好な一致を示した。
さらに, SU(${\cal N}$) 古典スピン変数に対して有効フォッカー・プランク方程式として導かれる連続トランキャット・ウィグナー法との比較解析を行い, SU(2) と SU(3) のスピンモデルの長期力学を模した離散法が連続法より優れていることを示した。
離散位相空間フレームワークは、ヒルベルト空間次元の指数的成長のために数値的に正確な手法が非現実的であるような1次元以上の次元において、幅広いオープン量子多体系を探索するための多用途で強力なツールを提供する。
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