論文の概要: Modelling many-body quantum dynamics with stochastic trajectories: a critical test on the Tavis-Cummings model
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.08815v1
- Date: Thu, 13 Nov 2025 01:09:48 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-11-13 22:34:54.240335
- Title: Modelling many-body quantum dynamics with stochastic trajectories: a critical test on the Tavis-Cummings model
- Title（参考訳）: 確率軌道による多体量子力学のモデル化:Tavis-Cummingsモデルにおける臨界試験
- Authors: A. Leonau, S. Chuchurka, V. Sukharnikov, A. Benediktovitch, N. Rohringer,
- Abstract要約: 我々は、最近提案されたフレームワークの適用性について批判的に検討し、多体量子系の光と相互作用する量子力学をトラジェクトリでサンプリングする。
このフレームワークは,物理パラメータや初期条件に強く依存する有限伝搬時間に制限されることを示す。
- 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: We critically explore the applicability of a recently proposed framework to sample the quantum dynamics of a many-body quantum system interacting with light by stochastic trajectories, applying it to the closed and open Tavis-Cummings model (TCM). The stochastic differential equations (SDEs) sample the positive P phase-space representation by analog complex-valued dynamical variables that are linked to the quantum operators. Statistical average over the stochastic trajectories yields the evolution of the quantum mechanical expectation values. However, numerical implementation of these SDEs for the TCM indicates divergent solutions, also known from other phase-space methods. This limits the applicability of the framework to finite propagation times, that are strongly dependent on the physical parameters and initial conditions of the system. We outline the underlying mathematical reason for these divergences and show that their contribution to the averages are, however, essential. To attempt to regularize the divergences, we transform the SDEs to an equivalent set of SDEs with different noise realisations, thereby pushing the valid time boundary. Quantum collapse and revival of the TCM, however, cannot be recovered by the stochastic trajectory approach, pointing to the general difficulty of the applicability of stochastic phase-space sampling methods to systems with strong quantum features.
- Abstract（参考訳）: 我々は最近提案されたフレームワークの適用性について、確率的軌跡によって光と相互作用する多体量子系の量子力学をサンプリングし、それを閉かつオープンなTavis-Cummingsモデル(TCM)に適用する。
確率微分方程式(SDEs)は、量子作用素に関連付けられたアナログ複素数値動的変数による正のP相空間表現をサンプリングする。
確率軌道上の統計平均は、量子力学的期待値の進化をもたらす。
しかし、TCMに対するこれらのSDEの数値的な実装は、他の位相空間法からも知られている分岐解を示している。
このことは、システムの物理的パラメータと初期条件に強く依存する有限伝搬時間にフレームワークの適用性を制限する。
これらの分岐の基本的な数学的理由を概説し、それらの平均への寄与が不可欠であることを示す。
発散の正則化を図るため,SDEを異なる雑音実効性を持つ等価なSDEに変換し,有効時間境界を推し進める。
しかし、TCMの量子崩壊と復活は確率的軌道法では回復できないため、強い量子特性を持つシステムへの確率的位相空間サンプリング法の適用性の一般的な困難さを指摘した。
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