論文の概要: Pymablock: an algorithm and a package for quasi-degenerate perturbation theory
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2404.03728v1
- Date: Thu, 4 Apr 2024 18:00:08 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-04-08 17:45:28.706500
- Title: Pymablock: an algorithm and a package for quasi-degenerate perturbation theory
- Title（参考訳）: Pymablock:準退化摂動理論のためのアルゴリズムとパッケージ
- Authors: Isidora Araya Day, Sebastian Miles, Hugo K. Kerstens, Daniel Varjas, Anton R. Akhmerov,
- Abstract要約: 実効的なハミルトニアンと,それを実装するPythonパッケージであるPymablockを構築するアルゴリズムを導入する。
我々は、パッケージがk.pモデルの構築をどのように処理し、超伝導量子ビットを解析し、大きな強結合モデルの低エネルギースペクトルを計算するかを実証する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: A common technique in the study of complex quantum-mechanical systems is to reduce the number of degrees of freedom in the Hamiltonian by using quasi-degenerate perturbation theory. While the Schrieffer--Wolff transformation achieves this and constructs an effective Hamiltonian, its scaling is suboptimal, and implementing it efficiently is both challenging and error-prone. We introduce an algorithm for constructing an equivalent effective Hamiltonian as well as a Python package, Pymablock, that implements it. Our algorithm combines an optimal asymptotic scaling with a range of other improvements. The package supports numerical and analytical calculations of any order and it is designed to be interoperable with any other packages for specifying the Hamiltonian. We demonstrate how the package handles constructing a k.p model, analyses a superconducting qubit, and computes the low-energy spectrum of a large tight-binding model. We also compare its performance with reference calculations and demonstrate its efficiency.
- Abstract（参考訳）: 複素量子力学系の研究における一般的な手法は、準退化摂動理論を用いてハミルトンの自由度を減少させることである。
シュリーファー=ヴォルフ変換はこれを達成し、効果的なハミルトン変換を構築するが、そのスケーリングは最適以下であり、効果的に実装することは困難かつエラーを起こしやすい。
等価なハミルトニアンとそれを実装するPythonパッケージであるPymablockを構築するアルゴリズムを導入する。
我々のアルゴリズムは、最適な漸近スケーリングと、他の様々な改善を組み合わせている。
このパッケージは任意の順序の数値計算と解析計算をサポートしており、ハミルトニアンを指定するための他のパッケージと相互運用できるように設計されている。
我々は、パッケージがk.pモデルの構築をどのように処理し、超伝導量子ビットを解析し、大きな強結合モデルの低エネルギースペクトルを計算するかを実証する。
また、その性能を基準計算と比較し、その効率を実証する。
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