論文の概要: Quantum Electrodynamics Coupled-Cluster Theory: Exploring Photon-Induced Electron Correlations

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.06858v1
• Date: Tue, 10 Sep 2024 20:48:47 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-09-12 16:29:39.467704
• Title: Quantum Electrodynamics Coupled-Cluster Theory: Exploring Photon-Induced Electron Correlations
• Title（参考訳）: 量子電磁力学結合クラスター理論:光子誘起電子相関の探索
• Authors: Himadri Pathak, Nicholas P. Bauman, Ajay Panyala, Karol Kowalski,
• Abstract要約: 単一励起と二重励起を併用した量子電気力学結合クラスタ法の実装に成功した。 理論的基礎、アルゴリズムの詳細、数値ベンチマークについて論じ、ボゾン自由度の統合が電子基底状態をどのように変化させるかを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.1666604949258699
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We present our successful implementation of the quantum electrodynamics coupled-cluster method with single and double excitations (QED-CCSD) for electronic and bosonic amplitudes, covering both individual and mixed excitation processes within the ExaChem program package, which relies on the Tensor Algebra for Many-body Methods (TAMM) infrastructure. TAMM is a parallel heterogeneous tensor library designed for utilizing modern computing platforms, from laptops to leadership-class computing resources. This developed computational framework extends the traditional CCSD method to incorporate the intricate interplay between electronic and bosonic degrees of freedom, providing a comprehensive description of quantum phenomena. We discuss theoretical foundations, algorithmic details, and numerical benchmarks to demonstrate how the integration of bosonic degrees of freedom alters the electronic ground state. The interactions between electrons and photons within an optical cavity are modeled using the Pauli-Fierz Hamiltonian within the dipole approximation in the length gauge. The integration of QED effects within the CCSD framework contributes to a more accurate and versatile model for simulating complex quantum systems, thereby opening avenues for a better understanding, prediction, and manipulation of various physical phenomena.
• Abstract（参考訳）: 本稿では,多体法(TAMM)のテンソル代数(Tensor Algebra for Many-body Methods)に依存したExaChemプログラムパッケージ内の個々の励起過程と混合励起過程をカバーする,電子振幅とボソニック振幅の単一励起と二重励起(QED-CCSD)を用いた量子電気力学結合クラスタ法の実装に成功した。 TAMMは、ノートパソコンからリーダーシップクラスのコンピューティングリソースまで、現代のコンピューティングプラットフォームを活用するために設計された並列ヘテロジニアステンソルライブラリである。 この枠組みは従来のCCSD法を拡張し、電子とボゾン自由度の間の複雑な相互作用を取り入れ、量子現象の包括的記述を提供する。 理論的基礎、アルゴリズムの詳細、数値ベンチマークについて論じ、ボゾン自由度の統合が電子基底状態をどのように変化させるかを示す。 光キャビティ内の電子と光子の相互作用は、長さゲージ内の双極子近似の中でパウリ・フィッシャー・ハミルトニアンを用いてモデル化される。 CCSDフレームワークにおけるQED効果の統合は、複雑な量子系をシミュレートするためのより正確で汎用的なモデルに寄与し、それによって様々な物理現象の理解、予測、操作を深める。

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