論文の概要: Variational approach to open quantum systems with long-range competing interactions
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.01543v1
- Date: Thu, 02 Oct 2025 00:29:00 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-10-03 16:59:20.920011
- Title: Variational approach to open quantum systems with long-range competing interactions
- Title（参考訳）: 長距離競合相互作用を持つ開量子系への変分的アプローチ
- Authors: Dawid A. Hryniuk, Marzena H. Szymańska,
- Abstract要約: 1次元と2次元の散逸性量子格子に対する効率的かつスケーラブルなアプローチを導入する。
我々は,スピン=フラクチャー12$格子の非平衡ダイナミクスと定常状態をシミュレートすることにより,アルゴリズムの汎用性,有効性,特異な方法論的利点を示す。
このアプローチは、長距離相互作用を持つ様々な実験で実現可能な量子系の複雑な非平衡特性の理解を促進するための有望な展望を提供する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Competition between short- and long-range interactions underpins many emergent phenomena in nature. Despite rapid progress in their experimental control, computational methods capable of accurately simulating open quantum many-body systems with complex long-ranged interactions at scale remain scarce. Here, we address this limitation by introducing an efficient and scalable approach to dissipative quantum lattices in one and two dimensions, combining matrix product operators and time-dependent variational Monte Carlo. We showcase the versatility, effectiveness, and unique methodological advantages of our algorithm by simulating the non-equilibrium dynamics and steady states of spin-$\frac{1}{2}$ lattices with competing algebraically-decaying interactions for as many as $N=200$ sites, revealing the emergence of spatially-modulated magnetic order far from equilibrium. This approach offers promising prospects for advancing our understanding of the complex non-equilibrium properties of a diverse variety of experimentally-realizable quantum systems with long-ranged interactions, including Rydberg atoms, ultracold dipolar molecules, and trapped ions.
- Abstract（参考訳）: 短距離相互作用と長距離相互作用の競合は自然界における多くの創発的な現象を支えている。
実験的な制御の急速な進歩にもかかわらず、大規模に複雑な長距離相互作用を持つオープン量子多体系を正確にシミュレートできる計算方法はほとんど残っていない。
ここでは,行列積演算子と時間依存変分モンテカルロを組み合わせた,1次元と2次元の散逸的量子格子に対する効率的かつスケーラブルなアプローチを導入することで,この制限に対処する。
我々は,スピン-$$\frac{1}{2}$格子の非平衡ダイナミクスと定常状態を,最大$N=200$サイトと競合する代数的遅延相互作用でシミュレーションすることにより,我々のアルゴリズムの汎用性,有効性,特異な方法論的優位性を実証し,空間変調磁気秩序の平衡から遠く離れた出現を明らかにする。
このアプローチは、Rydberg原子、超低温双極子分子、閉じ込められたイオンを含む長距離相互作用を持つ様々な実験で実現可能な量子系の複雑な非平衡特性の理解を促進するための有望な展望を提供する。
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