論文の概要: Spectral Density Modulation and Universal Markovian Closure of Fermionic Environments

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.10017v2
• Date: Tue, 5 Nov 2024 23:58:31 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-11-08 21:43:45.163676
• Title: Spectral Density Modulation and Universal Markovian Closure of Fermionic Environments
• Title（参考訳）: フェルミオン環境のスペクトル密度変調と普遍マルコフ閉包
• Authors: Davide Ferracin, Andrea Smirne, Susana F. Huelga, Martin B. Plenio, Dario Tamascelli,
• Abstract要約: スペクトル密度を熱化学的に調節することで、元のフェルミオン環境をよりシンプルに、より単純なものに置き換えることができることを示す。 次に、減衰したフェルミオンモードの小さな集合からなるフェルミオンマルコフ閉包構造を導出する。 特に、マルコフ閉包を用いることで、連鎖マッピングに基づくアルゴリズムの時間的複雑さを減少させる方法について述べる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.6990493129893112
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The combination of chain-mapping and tensor-network techniques provides a powerful tool for the numerically exact simulation of open quantum systems interacting with structured environments. However, these methods suffer from a quadratic scaling with the physical simulation time, and therefore they become challenging in the presence of multiple environments. This is particularly true when fermionic environments, well-known to be highly correlated, are considered. In this work we first illustrate how a thermo-chemical modulation of the spectral density allows replacing the original fermionic environments with equivalent, but simpler, ones. Moreover, we show how this procedure reduces the number of chains needed to model multiple environments. We then provide a derivation of the fermionic Markovian closure construction, consisting of a small collection of damped fermionic modes undergoing a Lindblad-type dynamics and mimicking a continuum of bath modes. We describe, in particular, how the use of the Markovian closure allows for a polynomial reduction of the time complexity of chain-mapping based algorithms when long-time dynamics are needed.
• Abstract（参考訳）: チェーン・マッピングとテンソル・ネットワーク技術の組み合わせは、構造化された環境と相互作用するオープン量子系の数値的正確なシミュレーションのための強力なツールを提供する。 しかし、これらの手法は物理シミュレーション時間による二次スケーリングに苦しむため、複数の環境が存在する場合には困難になる。 これは、高い相関関係が知られているフェルミオン環境が考慮されている場合に特に当てはまる。 この研究で最初に、スペクトル密度を熱化学的に調節することで、元のフェルミオン環境を等価だがより単純なものに置き換える方法について説明する。 さらに,本手法により,複数の環境をモデル化するために必要なチェーン数を削減できることを示す。 次に、リンドブラッド型力学を模した減衰フェルミオンモードの小さな集合からなるフェルミオンマルコフ閉包構造を導出し、入浴モードの連続体を模倣する。 特に、マルコフ閉包を用いることで、長時間の力学を必要とする場合のチェーン・マッピングに基づくアルゴリズムの時間複雑性を多項式的に減少させる方法について述べる。

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