論文の概要: Universal Structure of Computing Moments for Exact Quantum Dynamics: Application to Arbitrary System-Bath Couplings
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.00649v1
- Date: Tue, 01 Apr 2025 10:58:55 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-04-03 13:18:56.289880
- Title: Universal Structure of Computing Moments for Exact Quantum Dynamics: Application to Arbitrary System-Bath Couplings
- Title(参考訳): 量子力学のための計算モーメントの普遍構造:任意系-バス結合への応用
- Authors: Rui-Hao Bi, Wei Liu, Wenjie Dou,
- Abstract要約: オープン量子系における相関関数の高次モーメントの計算方法を提案する。
我々の発見は、複雑なオープン量子系に対する正確な力学への有望な道のりを示唆している。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 4.2605462738284965
- License:
- Abstract: We introduce a general procedure for computing higher-order moments of correlation functions in open quantum systems, extending the scope of our recent work on Memory Kernel Coupling Theory (MKCT) [W. Liu, Y. Su, Y. Wang, and W. Dou, arXiv:2407.01923 (2024)]. This approach is demonstrated for arbitrary system-bath coupling that can be expressed as polynomial, $H_{SB} = \hat{V} (\alpha_0 + \alpha_1 \hat{q} + \alpha_2 \hat{q}^2+ \dots)$, where we show that the recursive commutators of a system operator obey a universal hierarchy. Exploiting this structure, the higher-order moments are obtained by evaluating the expectation values of the system and bath operators separately, with bath expectation values derived from the derivatives of a generating function. We further apply MKCT to compute the dipole autocorrelation function for the spin-boson model with both linear and quadratic coupling, achieving agreement with the hierarchical equations of motion approach. Our findings suggest a promising path toward accurate dynamics for complex open quantum systems.
- Abstract(参考訳): オープン量子系における相関関数の高次モーメントを計算するための一般的な手順を導入し、最近のメモリカーネル結合理論 (MKCT) [W. Liu, Y. Su, Y. Wang, W. Dou, arXiv:2407.01923 (2024)] のスコープを拡張した。
このアプローチは多項式として表現できる任意のシステムバス結合に対して、$H_{SB} = \hat{V} (\alpha_0 + \alpha_1 \hat{q} + \alpha_2 \hat{q}^2+ \dots)$ で示される。
この構造を実行し、生成関数の微分から導かれる入浴期待値と、システムと浴室オペレータの期待値とを別々に評価し、高次モーメントを得る。
さらに、MKCTを用いてスピン-ボソンモデルの双極子自己相関関数を線形および二次結合で計算し、階層的な運動方程式と一致させる。
我々の発見は、複雑なオープン量子系に対する正確な力学への有望な道のりを示唆している。
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