論文の概要: Unraveling Open Quantum Dynamics with Time-Dependent Variational Monte Carlo

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.23928v1
• Date: Mon, 30 Jun 2025 14:56:01 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-07-01 21:27:54.11313
• Title: Unraveling Open Quantum Dynamics with Time-Dependent Variational Monte Carlo
• Title（参考訳）: 時間依存変分モンテカルロによるオープン量子ダイナミクスの展開
• Authors: Christian Apostoli, Jacopo D'Alberto, Marco G. Genoni, Gianluca Bertaina, Davide E. Galli,
• Abstract要約: 本稿では,時間依存変動モンテカルロ(VMC)と量子軌道法を組み合わせることで,オープン量子多体力学をシミュレートする手法を提案する。 我々のアプローチは、リンドブラッドのマスター方程式を変分アンザッツの方程式のアンサンブルに展開し、密度行列の進化の指数的なコストを回避する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We introduce a method to simulate open quantum many-body dynamics by combining time-dependent variational Monte Carlo (tVMC) with quantum trajectory techniques. Our approach unravels the Lindblad master equation into an ensemble of stochastic Schr\"odinger equations for a variational ansatz, avoiding the exponential cost of density matrix evolution. The method is compatible with generic ansatz\"e, including expressive neural-network wavefunctions. We derive the nonlinear stochastic equations of motion for the variational parameters and employ suitable Stratonovich numerical solvers. To validate our approach, we simulate quenches in the locally dissipative long-range Ising model in a transverse field, accurately capturing non-equilibrium magnetization and spin squeezing dynamics relevant to trapped-ion and Rydberg atom experiments. The framework is computationally efficient, scalable on high-performance computing platforms, and can be readily integrated into existing tVMC implementations. This work enables large-scale simulations of complex, dissipative quantum systems in higher dimensions, with broad implications for quantum technology and fundamental science.
• Abstract（参考訳）: 時間依存変動モンテカルロ(tVMC)と量子軌道法を組み合わせることにより、オープン量子多体力学をシミュレートする手法を提案する。 我々のアプローチはリンドブラッドのマスター方程式を変分アンザッツの確率的シュリンガー方程式のアンサンブルに展開し、密度行列の指数的コストを回避した。 この方法は、表現力のあるニューラルネット波動関数を含む一般的な ansatz\"e と互換性がある。 変動パラメータに対する非線形確率方程式を導出し、適切なストラトノビッチ数値解法を用いる。 提案手法の有効性を検証するため, 非平衡磁化とスピンスクイージングのダイナミクスを正確に把握し, 局所散逸長範囲イジングモデルの逆場におけるクエンチをシミュレートした。 このフレームワークは計算効率が良く、高性能なコンピューティングプラットフォーム上でスケーラブルであり、既存のtVMC実装と容易に統合できる。 この研究により、より高次元の複雑な散逸性量子系の大規模シミュレーションが可能となり、量子技術や基礎科学に幅広い影響を及ぼす。

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