論文の概要: Dequantized particle algorithm for the nonlinear Vlasov-Poisson system
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.05151v1
- Date: Mon, 07 Jul 2025 16:01:37 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-07-08 15:46:35.504418
- Title: Dequantized particle algorithm for the nonlinear Vlasov-Poisson system
- Title（参考訳）: 非線形フラソフ・ポアソン系に対する量子化粒子アルゴリズム
- Authors: Hong Qin, Michael Q. May, Jacob Molina,
- Abstract要約: 本稿では,Vlasov--Poisson (VP) システムの復号化アルゴリズムを提案する。
シュル「オーディンガー-ポアソン」(SP)方程式の構造保存離散化(英語版)(Structure-reserving discretization)を行うことを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 16.726991700162817
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: We present a dequantization algorithm for the Vlasov--Poisson (VP) system, termed the dequantized particle algorithm, by systematically dequantizing the underlying many-body quantum theory. Starting from the second-quantized Hamiltonian description, we derive a finite-dimensional dequantized system and show that it furnishes a structure-preserving discretization of the Schr\"odinger--Poisson (SP) equations. Through the Wigner or Husimi transformations, this discretization provides an efficient approximation of the VP system when quantum effects are negligible. Unlike conventional structure-preserving algorithms formulated in 6D phase space, this dequantized particle algorithm operates in 3D configuration space, potentially offering more compact and efficient representations of physical information under appropriate conditions. A numerical example of the classical nonlinear two-stream instability, simulated using merely 97 dequantized particles, demonstrates the efficiency, accuracy, and conservation properties of the algorithm and confirms its potential as a foundation for developing quantum and quantum-inspired classical algorithms for kinetic plasma dynamics.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,その基礎となる多体量子論を体系的に非等化することにより,量子化粒子アルゴリズム(dequantized particle algorithm)と呼ばれるVlasov--Poisson(VP)系の量子化アルゴリズムを提案する。
第2量子化ハミルトンの記述から、有限次元の非等化系を導出し、Schr\"odinger--Poisson (SP) 方程式の構造保存離散化を与えることを示す。
ウィグナー変換やフジミ変換を通じて、この離散化は量子効果が無視できるときにVP系の効率的な近似を与える。
6次元位相空間で定式化された従来の構造保存アルゴリズムとは異なり、この分散化粒子アルゴリズムは3次元構成空間で動作し、適切な条件下での物理情報のよりコンパクトで効率的な表現を提供する可能性がある。
97個の量子化粒子をシミュレートした古典的非線形二流不安定性の数値的な例は、アルゴリズムの効率性、正確性、および保存性を実証し、そのポテンシャルを力学プラズマ力学のための量子および量子に着想を得た古典的アルゴリズムの基盤として確認する。
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