論文の概要: Unifying Collisional Models and the Monte Carlo Metropolis Method: Algorithms for Dynamics of Open Quantum Systems

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.00197v2
• Date: Fri, 17 Jan 2025 15:12:39 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-01-20 13:57:20.360594
• Title: Unifying Collisional Models and the Monte Carlo Metropolis Method: Algorithms for Dynamics of Open Quantum Systems
• Title（参考訳）: 衝突モデルとモンテカルロ大都市圏法:オープン量子系のダイナミクスのためのアルゴリズム
• Authors: Nathan M. Myers, Hrushikesh Sable, Vito W. Scarola,
• Abstract要約: コリシアルモデル(Colisional model)は、量子熱化の研究で使われるようになった顕微鏡的オープン量子系のモデルのカテゴリである。 本研究では, 各浴室アンシラを, 系のエネルギー固有状態遷移に一致する離散スペクトルで熱状態で調製した場合, 衝突モデルフレームワークによって生成された系力学は, メトロポリス法で生成されたものと同一であることを示した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: Classical systems placed in contact with a thermal bath will inevitably equilibrate to a thermal state at the bath temperature. The same is not generally true for open quantum systems, which place additional conditions on the structure of the bath and system-bath interaction if thermalization is to occur. Collisional models, or repeated interaction schemes, are a category of microscopic open quantum system models that have seen growing use in studying quantum thermalization, in which the bath is modeled as a large ensemble of identical ancilla systems that sequentially interact with the system. We demonstrate that, when each bath ancilla is prepared in a thermal state with a discrete spectrum that matches the energy eigenstate transitions of the system, the system dynamics generated by the collisional model framework are identical to those generated under the Metropolis algorithm. This equivalence holds not just in the steady state regime, but also in the transient regime. As the Metropolis scheme does not require explicitly modeling the system-bath interaction, this allows it to be used as a computationally efficient alternative for simulating collisional model dynamics.
• Abstract（参考訳）: 熱浴に接触した古典的なシステムは、必然的に浴温度で熱状態に等しくなる。 一般には、熱化が起こると入浴の構造やシステム-バス相互作用に追加条件を課すオープン量子系には当てはまらない。 衝突モデル(英: Collisional model)または繰り返し相互作用スキーム(英: repeat interaction schemes)は、量子熱化の研究で使われるようになった顕微鏡的オープン量子系のモデルのカテゴリであり、浴槽はシステムと順次相互作用する同一のアンシラ系の大きなアンサンブルとしてモデル化されている。 本研究では, 各浴室アンシラを, 系のエネルギー固有状態遷移に一致する離散スペクトルで熱状態で調製した場合, 衝突モデルフレームワークによって生成された系力学は, メトロポリス法で生成されたものと同一であることを示した。 この等価性は、定常的な国家体制だけでなく、過渡的な体制でも維持される。 メトロポリス・スキームは、システムとバスの相互作用を明示的にモデル化する必要がないため、衝突モデル力学をシミュレーションするための計算的に効率的な代替手段として利用することができる。

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