論文の概要: OQuPy: A Python package to efficiently simulate non-Markovian open quantum systems with process tensors
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.16650v1
- Date: Mon, 24 Jun 2024 13:59:34 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-06-25 14:34:57.817718
- Title: OQuPy: A Python package to efficiently simulate non-Markovian open quantum systems with process tensors
- Title（参考訳）: OQuPy:プロセステンソルを用いた非マルコフ開量子系を効率的にシミュレートするPythonパッケージ
- Authors: Gerald E. Fux, Piper Fowler-Wright, Joel Beckles, Eoin P. Butler, Paul R. Eastham, Dominic Gribben, Jonathan Keeling, Dainius Kilda, Peter Kirton, Ewen D. C. Lawrence, Brendon W. Lovett, Eoin O'Neill, Aidan Strathearn, Roosmarijn de Wit,
- Abstract要約: オープンソースソフトウェアパッケージであるOQuPy(PythonのOpen Quantum System)のメジャーリリースを紹介します。
OQuPyは、この課題に対処する、最近開発された数値的な方法をいくつか提供する。
我々の目標は、量子化学、量子センシング、量子情報といった分野におけるオープン量子システムの研究者にとって、容易にアクセスできるツールを提供することです。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Non-Markovian dynamics arising from the strong coupling of a system to a structured environment is essential in many applications of quantum mechanics and emerging technologies. Deriving an accurate description of general quantum dynamics including memory effects is however a demanding task, prohibitive to standard analytical or direct numerical approaches. We present a major release of our open source software package, OQuPy (Open Quantum System in Python), which provides several recently developed numerical methods that address this challenging task. It utilizes the process tensor approach to open quantum systems in which a single map, the process tensor, captures all possible effects of an environment on the system. The representation of the process tensor in a tensor network form allows an exact yet highly efficient description of non-Markovian open quantum systems (NM-OQS). The OQuPy package provides methods to (1) compute the dynamics and multi-time correlations of quantum systems coupled to single and multiple environments, (2) optimize control protocols for NM-OQS, (3) simulate interacting chains of NM-OQS, and (4) compute the mean-field dynamics of an ensemble of NM-OQS coupled to a common central system. Our aim is to provide an easily accessible and extensible tool for researchers of open quantum systems in fields such as quantum chemistry, quantum sensing, and quantum information.
- Abstract（参考訳）: システムの強い結合から構造化環境への非マルコフ力学は、量子力学や新興技術の多くの応用において不可欠である。
しかしながら、メモリ効果を含む一般的な量子力学の正確な記述は、標準的な解析的あるいは直接的な数値的アプローチを禁止し、要求されるタスクである。
我々はオープンソースのソフトウェアパッケージであるOQuPy(PythonのOpen Quantum System)のメジャーリリースについて紹介する。
これは、プロセステンソルアプローチを利用して、単一のマップ、プロセステンソルがシステム上の環境のあらゆる影響をキャプチャするオープン量子システムである。
テンソルネットワーク形式におけるプロセステンソルの表現は、非マルコフ開量子系(NM-OQS)の正確にかつ高効率な記述を可能にする。
OQuPyパッケージは、(1)単一環境と複数の環境に結合した量子系の力学と多重時間相関を計算し、(2)NM-OQSの制御プロトコルを最適化し、(3)NM-OQSの相互作用鎖をシミュレートし、(4)NM-OQSのアンサンブルと共有中心系を結合した平均場ダイナミクスを計算する方法を提供する。
我々の目標は、量子化学、量子センシング、量子情報といった分野におけるオープン量子システムの研究者にとって、容易にアクセス可能で拡張可能なツールを提供することです。
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