論文の概要: Generalized Time-Coarse Graining via an Operator Cumulant Expansion
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.00380v1
- Date: Wed, 01 Oct 2025 00:52:10 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-10-03 16:59:20.307786
- Title: Generalized Time-Coarse Graining via an Operator Cumulant Expansion
- Title(参考訳): 演算子累積展開による一般化時間粗粒化
- Authors: Leon Bello, Tal Rubin, Wentao Fan, Nathaniel Fisch, Hakan Türeci,
- Abstract要約: 任意の時間依存ジェネレータから有効動力学を導出するための一般的なフレームワークを提案する。
我々の方法は、線型作用素によって生成される任意の力学 – ハミルトン的、そうでない、量子的、古典的、開、閉である – と互換性がある。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 8.992881050878049
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We introduce a general framework for deriving effective dynamics from arbitrary time-dependent generators, based on a systematic operator cumulant expansion. Unlike traditional approaches, which typically assume periodic or adiabatic driving, our method applies to systems with general time dependencies and is compatible with any dynamics generated by a linear operator -- Hamiltonian or not, quantum or classical, open or closed. This enables modeling of systems exhibiting strong modulation, dissipation, or non-adiabatic effects. Our approach unifies Hamiltonian techniques such as Lie-transform Perturbation Theory (LPT) with averaging-based methods like Time-Coarse Graining (TCG), revealing their structural equivalence through the lens of generalized cumulants. It also clarifies how non-Hamiltonian terms naturally emerge from averaging procedures, even in closed systems. We illustrate the power and flexibility of the method by analyzing a damped, parametrically driven Kapitza pendulum, a system beyond the reach of standard tools, demonstrating how accurate effective equations can be derived across a wide range of regimes.
- Abstract(参考訳): 本稿では,系統的演算子累積展開に基づく任意の時間依存ジェネレータから有効ダイナミクスを導出するための一般的なフレームワークを提案する。
通常、周期的または断熱的な駆動を仮定する従来のアプローチとは異なり、我々の手法は一般の時間依存を持つシステムに適用され、線形作用素によって生成される任意の力学系(ハミルトン的、そうでない、量子的、古典的、開、閉)と互換性がある。
これにより、強い変調、消散、非断熱効果を示すシステムのモデリングが可能になる。
我々のアプローチは、Lie-transform Perturbation Theory (LPT) のようなハミルトンの手法と、Time-Coarse Graining (TCG) のような平均的な手法を融合させ、一般化された累積体のレンズを通してそれらの構造的等価性を明らかにする。
また、閉系においても非ハミルトン項が平均化過程から自然に現れることを明らかにする。
本手法のパワーと柔軟性を,標準ツールの到達範囲を超えたシステムであるKapitza pendulumを用いて解析し,多岐にわたる実効方程式を導出できることを実証した。
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