論文の概要: Simulating dynamics of the two-dimensional transverse-field Ising model: a comparative study of large-scale classical numerics

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.19340v1
• Date: Mon, 24 Nov 2025 17:39:29 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-11-25 18:34:25.345965
• Title: Simulating dynamics of the two-dimensional transverse-field Ising model: a comparative study of large-scale classical numerics
• Title（参考訳）: 2次元横フィールドイジングモデルのシミュレーション力学:大規模古典数値の比較研究
• Authors: Joseph Vovrosh, Sergi Julià-Farré, Wladislaw Krinitsin, Michael Kaicher, Fergus Hayes, Emmanuel Gottlob, Augustine Kshetrimayum, Kemal Bidzhiev, Simon B. Jäger, Markus Schmitt, Joseph Tindall, Constantin Dalyac, Tiago Mendes-Santos, Alexandre Dauphin,
• Abstract要約: 我々は,2次元横フィールドイジングモデルの力学を古典的にシミュレートするために,最先端数値手法の包括的なツールボックスを用いる。 我々の研究は、古典的なシミュラビリティを、Rydberg配列の量子力学に関連する様々なレギュレーションに結びつける。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 28.13921029707672
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The quantum dynamics of many-qubit systems is an outstanding problem that has recently driven significant advances in both numerical methods and programmable quantum processing units. In this work, we employ a comprehensive toolbox of state-of-the-art numerical approaches to classically simulate the dynamics of the two-dimensional transverse field Ising model. Our methods include three different tensor network techniques -- matrix product states, tree-tensor networks, and two-dimensional tensor-networks under the belief propagation approximation -- as well as time-dependent variational Monte Carlo with Neural Quantum States. We focus on two paradigmatic dynamical protocols: (i) quantum annealing through a critical point and (ii) post-quench dynamics. Our extensive results show the quantitative predictions of various state-of-the-art numerical methods providing a benchmark for future numerical investigations and experimental studies with the aim to push the limitations on classical and QPUs. In particular, our work connects classical simulability to different regimes associated with quantum dynamics in Rydberg arrays - namely, quasi-adiabatic dynamics, the Kibble-Zurek mechanism, and quantum quenches.
• Abstract（参考訳）: 多数の量子ビット系の量子力学は、最近、数値法とプログラム可能な量子処理ユニットの両方において大きな進歩を導いた、卓越した問題である。 本研究では,2次元横場イジングモデルの力学を古典的にシミュレートするために,最先端数値手法の包括的なツールボックスを用いる。 提案手法には, 行列積状態, ツリーテンソルネットワーク, 2次元テンソルネットワークの3つの異なるテンソルネットワーク技術と, 時間依存性の変分モンテカルロとニューラル量子状態を含む。 我々は2つのパラダイム的動的プロトコルに焦点を当てている。 一 臨界点を貫く量子アニール (ii) クエンチ後のダイナミクス。 本研究では,従来の数値計算法とQPUの限界を推し進めることを目的とした,今後の数値調査と実験研究のベンチマークを提供する,最先端の数値計算法の定量的予測について述べる。 特に、我々の研究は、古典的なシミュラビリティを、ライドベルクアレイの量子力学、すなわち準断熱力学、キブル・ズールク機構、量子クエンチ(英語版)に結び付ける。

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