論文の概要: Space-local memory in generalized master equations: Reaching the thermodynamic limit for the cost of a small lattice simulation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.08598v1
• Date: Wed, 13 Nov 2024 13:30:03 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-11-14 16:10:03.640085
• Title: Space-local memory in generalized master equations: Reaching the thermodynamic limit for the cost of a small lattice simulation
• Title（参考訳）: 一般化マスター方程式における空間局所記憶:小さな格子シミュレーションのコストに対する熱力学的限界に着目する
• Authors: Srijan Bhattacharyya, Thomas Sayer, Andrés Montoya-Castillo,
• Abstract要約: 本稿では,時間的テクティタント空間における有限メモリを利用した分散格子問題の多体ダイナミクスを効率的に予測する手法を提案する。 分散ホルスタインモデルにおける非平衡ポーラロン緩和と輸送に着目して, この手法の強度を実証する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License:
• Abstract: The exact quantum dynamics of lattice models can be computationally intensive, especially when aiming for large system sizes and extended simulation times necessary to converge transport coefficients. By leveraging finite memory times to access long-time dynamics using only short-time data, generalized master equations (GMEs) can offer a route to simulating the dynamics of lattice problems efficiently. However, such simulations are limited to small lattices whose dynamics exhibit finite-size artifacts that contaminate transport coefficient predictions. To address this problem, we introduce a novel approach that exploits finite memory in time \textit{and} space to efficiently predict the many-body dynamics of dissipative lattice problems involving short-range interactions. This advance enables one to leverage the short-time dynamics of small lattices to simulate arbitrarily large systems over long times. We demonstrate the strengths of this method by focusing on nonequilibrium polaron relaxation and transport in the dispersive Holstein model, successfully simulating lattice dynamics in one and two dimensions free from finite-size effects, reducing the computational expense of such simulations by multiple orders of magnitude. Our method is broadly applicable and provides an accurate and efficient means to investigate nonequilibrium relaxation with microscopic resolution over mesoscopic length and time scales that are relevant to experiment.
• Abstract（参考訳）: 格子モデルの正確な量子力学は、特に輸送係数を収束させるのに必要な大きなシステムサイズと拡張されたシミュレーション時間を目指して計算的に集約することができる。 有限メモリ時間を利用して、短時間のデータのみを使用して長時間のダイナミクスにアクセスすることにより、一般化マスター方程式(GME)は格子問題の力学を効率的にシミュレーションするための経路を提供することができる。 しかし、そのようなシミュレーションは輸送係数予測を汚染する有限サイズの人工物を示す小さな格子に限られている。 この問題に対処するために、短距離相互作用を含む散逸格子問題の多体ダイナミクスを効率よく予測するために、時間空間の有限メモリを利用する新しいアプローチを導入する。 この進歩により、小さな格子の短時間のダイナミクスを利用して、長い時間にわたって任意の大きさのシステムをシミュレートすることができる。 本研究では, 分散ホルスタインモデルにおける非平衡偏極緩和と輸送に着目し, 有限サイズ効果のない1次元および2次元の格子動力学のシミュレーションに成功し, シミュレーションの計算コストを桁違いに削減することで, 本手法の強度を実証する。 提案手法は広範に適用可能であり, 実験に関係するメソスコピック長および時間スケールに対する顕微鏡分解能による非平衡緩和を高精度かつ効率的に研究する手段を提供する。

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