論文の概要: Understanding and utilizing the inner bonds of process tensors

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2404.01287v1
• Date: Mon, 1 Apr 2024 17:56:29 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-04-03 21:26:33.393631
• Title: Understanding and utilizing the inner bonds of process tensors
• Title（参考訳）: プロセステンソルの内部結合の理解と利用
• Authors: Moritz Cygorek, Erik M. Gauger,
• Abstract要約: プロセステンソル行列積演算子(PT-MPOs)は、前例のない幅広いオープン量子系の数値的正確なシミュレーションを可能にする。 ここでは、圧縮されたPT-MPOの内部結合が、全環境リウヴィル空間の部分空間を表すことを示す。 この接続は、擬逆が環境可観測物の抽出を促進するような損失線型変換の言葉で表すことができる。
• 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: Process tensor matrix product operators (PT-MPOs) enable numerically exact simulations for an unprecedentedly broad range of open quantum systems. By representing environment influences in MPO form, they can be efficiently compressed using established algorithms. The dimensions of inner bonds of the compressed PT-MPO may be viewed as an indicator of the complexity of the environment. Here, we show that the inner bonds themselves, not only their dimensions, have a concrete physical meaning: They represent the subspace of the full environment Liouville space which hosts environment excitations that may influence the subsequent open quantum systems dynamics the most. This connection can be expressed in terms of lossy linear transformations, whose pseudoinverses facilitate the extraction of environment observables. We demonstrate this by extracting the environment spin of a central spin problem, the current through a quantum system coupled to two leads, the number of photons emitted from quantum emitters into a structured environment, and the distribution of the total absorbed energy in a driven non-Markovian quantum system into system, environment, and interaction energy terms. Numerical tests further indicate that different PT-MPO algorithms compress environments to similar subspaces. Thus, the physical interpretation of inner bonds of PT-MPOs both provides a conceptional understanding and it enables new practical applications.
• Abstract（参考訳）: プロセステンソル行列積演算子(PT-MPOs)は、前例のない幅広いオープン量子系の数値的正確なシミュレーションを可能にする。 環境影響をMPO形式で表現することで、確立したアルゴリズムを用いて効率よく圧縮することができる。 圧縮されたPT-MPOの内部結合の次元は、環境の複雑さの指標と見なすことができる。 ここでは、内部結合自体が、その次元だけでなく、具体的な物理的意味を持つことを示す: それらは、その後の開量子系に最も影響を与える可能性のある環境励起をホストするフル環境のリウヴィル空間の部分空間を表す。 この接続は、擬逆が環境可観測物の抽出を促進するような損失線型変換の言葉で表すことができる。 本研究では, 中心スピン問題の環境スピン, 量子系と結合した電流, 量子エミッタから放出される光子数, 駆動型非マルコフ量子系における総吸収エネルギーの系, 環境, 相互作用エネルギー項への分布を例に示す。 さらに、異なるPT-MPOアルゴリズムが環境を類似した部分空間に圧縮することを示す。 したがって、PT-MPOの内部結合の物理的解釈はどちらも概念的理解を与え、新しい実用的応用を可能にする。

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