論文の概要: HEOM-QUICK2: a general-purpose simulator for fermionic many-body open quantum systems -- An Update
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2401.01715v2
- Date: Fri, 15 Nov 2024 05:36:59 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-11-18 18:55:16.998431
- Title: HEOM-QUICK2: a general-purpose simulator for fermionic many-body open quantum systems -- An Update
- Title（参考訳）: HEOM-QUICK2:フェルミオン多体オープン量子系のための汎用シミュレーター
- Authors: Daochi Zhang, Lyuzhou Ye, Jiaan Cao, Yao Wang, Rui-Xue Xu, Xiao Zheng, YiJing Yan,
- Abstract要約: HEOM-QUICK2はフェルミオン多体OQSの汎用シミュレータである。
定常状態のより効率的な解法、非マルコフメモリのより正確な処理、長期散逸ダイナミクスの数値安定性の改善などが特徴である。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.695041829041626
- License:
- Abstract: Many-body open quantum systems (OQS) have a profound impact on various subdisciplines of physics, chemistry, and biology. Thus, the development of a computer program capable of accurately, efficiently, and versatilely simulating many-body OQS is highly desirable. In recent years, we have focused on the advancement of numerical algorithms based on the fermionic hierarchical equations of motion (HEOM) theory. Being in-principle exact, this approach allows for the precise characterization of many-body correlations, non-Markovian memory, and non-equilibrium thermodynamic conditions. These efforts now lead to the establishment of a new computer program, HEOM for QUantum Impurity with a Correlated Kernel, version 2 (HEOM-QUICK2), which, to the best of our knowledge, is currently the only general-purpose simulator for fermionic many-body OQS. Compared with version 1, the HEOM-QUICK2 program features more efficient solvers for stationary states, more accurate treatment of non-Markovian memory, and improved numerical stability for long-time dissipative dynamics. Integrated with quantum chemistry software, HEOM-QUICK2 has become a valuable theoretical tool for the precise simulation of realistic many-body OQS, particularly the single atomic or molecular junctions. Furthermore, the unprecedented precision achieved by HEOM-QUICK2 enables accurate simulation of low-energy spin excitations and coherent spin relaxation. The unique usefulness of HEOM-QUICK2 is demonstrated through several examples of strongly correlated quantum impurity systems under non-equilibrium conditions. Thus, the new HEOM-QUICK2 program offers a powerful and comprehensive tool for studying many-body OQS with exotic quantum phenomena and exploring applications in various disciplines.
- Abstract（参考訳）: 多体オープン量子システム(OQS)は、物理学、化学、生物学の様々な分野に大きな影響を与える。
したがって、多体OQSを精度良く、効率よく、多体シミュレーションできるコンピュータプログラムの開発が極めて望ましい。
近年,フェミオン階層型運動方程式(HEOM)に基づく数値アルゴリズムの進歩に着目している。
原理的正確性から、このアプローチは多体相関、非マルコフ記憶、非平衡熱力学条件の正確な特徴付けを可能にする。
これらの取り組みにより、現在ではフェルミオン多体OQSのための汎用シミュレータとして、Correlated KernelによるQUantum Impurity用のHEOM バージョン2(HEOM-QUICK2)が確立されている。
HEOM-QUICK2プログラムは、バージョン1と比較すると、定常状態のより効率的な解法、非マルコフメモリのより正確な処理、長期散逸ダイナミクスの数値安定性の改善を特徴としている。
HEOM-QUICK2は量子化学ソフトウェアと統合され、現実的な多体OQS、特に単一原子または分子接合の正確なシミュレーションのための貴重な理論ツールとなった。
さらに、HEOM-QUICK2によって達成された前例のない精度は、低エネルギースピン励起とコヒーレントスピン緩和の正確なシミュレーションを可能にする。
HEOM-QUICK2の特異な有用性は、非平衡条件下での強い相関量子不純物系のいくつかの例によって証明される。
したがって、新しいHEOM-QUICK2プログラムは、エキゾチックな量子現象を持つ多体OQSを研究し、様々な分野の応用を探索するための強力で包括的なツールを提供する。
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