論文の概要: Dispersion Relations in Two- and Three-Dimensional Quantum Systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.15483v1
- Date: Thu, 18 Sep 2025 23:11:34 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-09-22 18:18:10.93515
- Title: Dispersion Relations in Two- and Three-Dimensional Quantum Systems
- Title（参考訳）: 2次元および3次元量子系の分散関係
- Authors: Valeriia Bilokon, Elvira Bilokon, Illya Lukin, Andrii Sotnikov, Denys Bondar,
- Abstract要約: 本研究は3次元量子格子モデルに対する分散関係計算の最初の実演である。
量子シミュレーション、フォトニック材料設計、量子情報プラットフォームのための強力なツールである。
- 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: Extracting momentum-resolved excitation spectra in strongly correlated quantum systems remains a major challenge, especially beyond one spatial dimension. We present an efficient tensor-network approach to compute dispersion relations via imaginary-time evolution within the infinite projected entangled-pair states (iPEPS) framework. Benchmarking on the transverse-field Ising model, the method successfully captures dispersion relations in both paramagnetic and ferromagnetic phases for two- and three-dimensional lattices, achieving strong agreement with series expansion methods, where these are applicable. Crucially, this work presents the first demonstration of dispersion relation calculations for three-dimensional quantum lattice models - a long-standing computational challenge that opens entirely new research frontiers. The method demonstrates remarkable efficiency, requiring only modest computational resources while maintaining high accuracy across wide parameter ranges. Its broad applicability makes it a powerful tool for quantum simulation, photonic material design, and quantum information platforms requiring precise momentum-resolved spectra.
- Abstract（参考訳）: 強い相関量子系における運動量分解励起スペクトルの抽出は、特に1つの空間次元を超える大きな課題である。
無限射影絡み合い状態(iPEPS)フレームワーク内での仮想時間進化による分散関係を計算するための効率的なテンソルネットワーク手法を提案する。
逆場イジングモデルに基づくベンチマークにより、2次元および3次元格子の常磁性相と強磁性相の分散関係を捕捉し、これらが適用可能な直列展開法との強い一致を達成する。
重要なことに、この研究は3次元量子格子モデルに対する分散関係計算の最初の実演である。
この方法は、幅広いパラメータ範囲にわたって高い精度を維持しながら、控えめな計算資源しか必要とせず、顕著な効率を示す。
その幅広い応用性により、量子シミュレーション、フォトニック材料設計、および正確な運動量分解スペクトルを必要とする量子情報プラットフォームのための強力なツールとなる。
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