論文の概要: Benchmarking TCL4: Assessing the Usability and Reliability of Fourth-Order Approximations

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2501.04192v1
• Date: Wed, 08 Jan 2025 00:01:51 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-01-09 14:55:43.976552
• Title: Benchmarking TCL4: Assessing the Usability and Reliability of Fourth-Order Approximations
• Title（参考訳）: ベンチマークTCL4: 4次近似の使いやすさと信頼性を評価する
• Authors: Jiahao Chen, Elyana Crowder, Lian Xiang, Dragomir Davidovic,
• Abstract要約: 我々は、偏りのあるスピン-ボソンモデルの数値的正確性に対して、TCL4マスター方程式をベンチマークする。 以上の結果から,TCL4法は温度が低く,正確な数値解法よりも効率が高いことが判明した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.1035679343924643
• License:
• Abstract: The non-Markovian dynamics of an open quantum system can be rigorously derived using the Feynman-Vernon influence functional approach. Although this formalism is exact, practical numerical implementations often require compromises. The time-convolutionless (TCL) master equation offers an exact framework, yet its application typically relies on a perturbative expansion of both the time forward and time backward state propagators. Due to the significant computational effort involved - and the scarcity of analytical solutions for most open quantum systems - the fourth-order perturbative TCL generator (TCL4) has only been benchmarked on a limited range of systems and parameter spaces. Recent advancements, however, have made the computation of TCL4 faster and more accessible. In this paper, we benchmark the TCL4 master equation against numerically exact methods for the biased spin-boson model. We focus on the regime near critical bath coupling where perturbative master equations are expected to become inaccurate. Our findings reveal that the TCL4 approach is most reliable at low temperature and more efficient than the numerical exact methods. This study aims to delineate the conditions under which the TCL4 perturbative master equation enhances the accuracy of the TCL2.
• Abstract（参考訳）: 開量子系の非マルコフ力学は、ファインマン・ヴァーノンの関数的アプローチを用いて厳密に導出することができる。 この形式主義は正確だが、実際的な数値的な実装は妥協を必要とすることが多い。 時間畳み込みレス(TCL)マスター方程式は、正確なフレームワークを提供するが、その応用は通常、時間前方と時間後方のプロパゲータの摂動的拡張に依存する。 多くのオープン量子系に対する解析解の不足と、それに伴う重要な計算努力により、4階摂動型TCLジェネレータ(TCL4)は、限られたシステムとパラメータ空間でのみベンチマークされている。 しかし、最近の進歩により、TCL4の計算はより速く、よりアクセスしやすくなっている。 本稿では, 偏りのあるスピン-ボソンモデルに対する数値的精度の高い手法に対して, TCL4マスター方程式をベンチマークする。 我々は,摂動マスター方程式が不正確なものになると予想される臨界浴結合に近い状態に焦点をあてる。 以上の結果から,TCL4法は温度が低く,正確な数値解法よりも効率が高いことが判明した。 本研究の目的は,TCL4摂動主方程式がTCL2の精度を高める条件を記述することである。

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