論文の概要: Process Tensor Approaches to Non-Markovian Quantum Dynamics

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.07661v1
• Date: Tue, 09 Sep 2025 12:30:23 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-09-10 14:38:27.301883
• Title: Process Tensor Approaches to Non-Markovian Quantum Dynamics
• Title（参考訳）: 非マルコフ量子ダイナミクスへのプロセステンソルアプローチ
• Authors: Jonathan Keeling, E. Miles Stoudenmire, Mari-Carmen Bañuls, David R. Reichman,
• Abstract要約: この課題に対処するテクニックのセットについて論じる。 プロセステンソルの概念の一般化と効率的なテンソル・ネットワークの手法が組み合わさって、幅広い観測可能な非マルコフ過程の記述の扉を開くことを実証する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The paradigm of considering open quantum systems -- i.e. focusing only on the system of interest, and treating the rest of the world as an effective environment -- has proven to be a highly effective way to understand a range of quantum systems, across areas of study such as quantum optics, cold atoms, superconducting qubits, and impurities in solid-state systems. A common approach in many of these contexts has been to consider simplified approaches based on the Born and Markov approximations. While these approximations are indeed often appropriate in contexts such as quantum optics, the widespread application of these approximations has been driven more by simplicity than by accuracy. In particular, these Markovian treatments will fail in many cases, such as when coupling to the environment is not weak, when the environment is structured and has resonances, when the system couples to low-frequency modes of the environment, or when the questions of interest involve the propagation of information through the environment. Despite the fact that many real problems are non-Markovian, the Markov approximation is still widely used, as it is often assumed that a fully non-Markovian treatment is too complex to be practical. In this perspective we discuss a recently developed set of techniques that address this challenge. Centering our discussion around the notion of the process tensor, we demonstrate that the generality of the process tensor concept, coupled with efficient tensor-network methods, opens the door to the description of a wide range of observable non-Markovian processes in a wide range of open quantum systems.
• Abstract（参考訳）: オープン量子系(すなわち、関心のシステムのみに焦点をあて、世界の他のものを効果的な環境として扱う)を考えるパラダイムは、量子光学、低温原子、超伝導量子ビット、固体系の不純物といった研究領域において、様々な量子系を理解するための非常に効果的な方法であることが証明されている。 これら多くの文脈における一般的なアプローチは、ボルンとマルコフの近似に基づく単純化されたアプローチを検討することである。 これらの近似は、量子光学などの文脈ではしばしば適しているが、これらの近似の広範な適用は、精度よりも単純さによって進められている。 特に、これらのマルコフ処理は、環境との結合が弱くない場合、環境が構造化され共振性を持つ場合、システムが環境の低周波モードに結合する場合、あるいは関心の問題は環境を介した情報の伝播に関わる場合など、多くのケースで失敗する。 多くの真の問題は非マルコフ的であるにもかかわらず、マルコフ近似は依然として広く使われている。 この観点から、この問題に対処するテクニックのセットについて論じる。 プロセステンソルの概念に関する議論の中心として、プロセステンソルの概念の一般化と効率的なテンソル・ネットワークの手法が組み合わさって、幅広いオープン量子系において観測可能な非マルコフ過程を記述するための扉を開くことを実証する。

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