論文の概要: Two-dimensional correlation propagation dynamics with a cluster discrete phase-space method
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2404.18594v1
- Date: Mon, 29 Apr 2024 11:08:44 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-04-30 13:57:37.666232
- Title: Two-dimensional correlation propagation dynamics with a cluster discrete phase-space method
- Title（参考訳）: クラスター離散位相空間法による二次元相関伝播ダイナミクス
- Authors: Kazuma Nagao, Seiji Yunoki,
- Abstract要約: 高度に制御された量子系の非平衡力学は、統計物理学において難しい問題である。
一般SU($N$)スピン系に対する離散位相空間アプローチを開発し、各クラスタ内の非自明な量子相関を捉える。
本稿では,2次元Bose-Hubbard系における相関伝播のダイナミクスに関する最近の実験において,クラスタの離散的切り離しウィグナー近似が重要な結果を再現できることを実証する。
- 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: Nonequilibrium dynamics of highly-controlled quantum systems is a challenging issue in statistical physics and quantum many-body physics, relevant to recent experimental developments of analog and digital quantum simulations. In this work, we develop a discrete phase-space approach for general SU($N$) spin systems that utilizes cluster mean field equations, which capture non-trivial quantum correlations inside each cluster, beyond the capability of the standard discrete truncated Wigner approximation for individual classical spins. Our formalism, based on a cluster phase-point operator, makes it possible to realize scalable numerical samplings of cluster phase-space variables, where the total number of noise variables for a direct product state is independent of the choice of the separation into finite regions of clusters. We numerically demonstrate that the cluster discrete truncated Wigner approximation (C-dTWA) method can reproduce key results in a recent experiment on the correlation propagation dynamics in a two dimensional Bose-Hubbard system. We also compare the results of C-dTWA for clusters of $2\times 2$ sites with those of a two-dimensional tensor network method and discuss that both approaches agree very well in a short time region, where the energy is well conserved in the tensor network simulations. Since we formulate the C-dTWA method in a general form, it can be potentially applied to various dynamical problems in isolated and open quantum systems even in higher dimensions.
- Abstract（参考訳）: 高度制御量子系の非平衡力学は、統計物理学や量子多体物理学において難しい問題であり、アナログおよびデジタル量子シミュレーションの最近の実験的発展に関係している。
本研究では,クラスタ平均場方程式を用いた一般SU($N$)スピン系に対する離散位相空間アプローチを開発し,各クラスタ内の非自明な量子相関を,個々の古典スピンに対する標準的な離散トランケートされたウィグナー近似の能力を超えて捉える。
我々の定式化は、クラスタ位相点演算子に基づいて、クラスタ位相空間変数のスケーラブルな数値サンプリングを実現し、直接積状態のノイズ変数の総数は、クラスタの有限領域への分離の選択とは無関係である。
本稿では,2次元Bose-Hubbardシステムにおける相関伝搬ダイナミクスに関する最近の実験において,クラスタ離散トランカテッドウィグナー近似 (C-dTWA) 法が重要な結果を再現できることを数値的に示す。
また,2 次元テンソルネットワーク法と2 次元テンソルネットワーク法を併用したクラスタに対する C-dTWA の結果を比較し,両手法がテンソルネットワークシミュレーションにおいてエネルギーがよく保存されている短時間領域において非常によく一致することを議論する。
一般の形でC-dTWA法を定式化するので、高次元においても孤立量子系や開量子系における様々な力学問題に適用することができる。
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