論文の概要: Ab-initio variational wave functions for the time-dependent many-electron Schrödinger equation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.07447v2
- Date: Fri, 9 Aug 2024 11:35:09 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-08-12 20:20:09.530471
- Title: Ab-initio variational wave functions for the time-dependent many-electron Schrödinger equation
- Title（参考訳）: 時間依存多電子シュレーディンガー方程式に対するアブ初期変動波動関数
- Authors: Jannes Nys, Gabriel Pescia, Alessandro Sinibaldi, Giuseppe Carleo,
- Abstract要約: 本研究は, フェルミオン時間依存波動関数に対する変動的アプローチを導入し, 多体相関を捉えることで平均場近似を超越した。
時間依存変動モンテカルロ法を用いて最適時間依存パラメータを効率的に計算する。
この結果は、量子状態の時間的進化を正確に捉えるための、我々の変分的アプローチの能力を示している。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 41.94295877935867
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Describing the real-time evolution of many-electron quantum systems is crucial for understanding the dynamical properties of condensed matter, molecular systems in quantum chemistry, and the behaviors of complex materials. However, the real-time evolution of non-equilibrium quantum electronic systems poses a significant challenge for theoretical and computational approaches. This work introduces a variational approach for fermionic time-dependent wave functions, surpassing mean-field approximations by capturing many-body correlations. Our methodology introduces a parameterization of the time-evolving quantum state, enabling an accurate approximation of its evolution. To account for electron correlations, we employ time-dependent Jastrow factors and backflow transformations, which can be further enhanced by incorporating neural networks for function parameterization. We utilize the time-dependent variational Monte Carlo technique to efficiently compute optimal time-dependent parameters. Additionally, we introduce a new time-evolution method based on Trotter-root expansions of the propagator, enhancing the accuracy and efficiency of our simulations. The approach is demonstrated in three distinct systems: the solvable harmonic interaction model, the dynamics of a diatomic molecule in intense laser fields, and a quenched quantum dot. In all cases, we show clear signatures of many-body correlations in the dynamics that are not captured by mean-field methods. The results showcase the ability of our variational approach to accurately capture the time evolution of quantum states, providing insight into the quantum dynamics of interacting electronic systems, beyond the capabilities of mean-field.
- Abstract（参考訳）: 多電子量子系のリアルタイム進化を記述することは、凝縮物質の動的性質、量子化学における分子系、複雑な物質の挙動を理解するために重要である。
しかし、非平衡量子電子系のリアルタイム進化は、理論と計算のアプローチに重大な課題をもたらす。
本研究は, フェルミオン時間依存波動関数に対する変動的アプローチを導入し, 多体相関を捉えることで平均場近似を超越した。
本手法は時間発展量子状態のパラメータ化を導入し,その進化の正確な近似を可能にする。
電子相関を考慮に入れ,時間依存性のジャストロウ因子とバックフロー変換を用い,関数パラメータ化にニューラルネットワークを組み込むことにより,さらに拡張することができる。
時間依存変動モンテカルロ法を用いて最適時間依存パラメータを効率的に計算する。
さらに、プロパゲータのトロッター根展開に基づく新しい時間進化法を導入し、シミュレーションの精度と効率を向上させる。
このアプローチは、可溶性調和相互作用モデル、強いレーザー場における二原子分子のダイナミクス、焼成量子ドットの3つの異なるシステムで実証されている。
いずれの場合も、平均場法では捉えられない力学における多体相関の明確なシグネチャを示す。
その結果、量子状態の時間的進化を正確に捉え、平均場の能力を超えた相互作用する電子系の量子力学の洞察を与える、我々の変分的アプローチの能力が示された。
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