論文の概要: Efficient Time Evolution of 2D Open-Quantum Lattice Models with Long-Range Interactions using Tensor Networks

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.01781v1
• Date: Mon, 01 Dec 2025 15:21:55 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-12-02 19:46:34.919585
• Title: Efficient Time Evolution of 2D Open-Quantum Lattice Models with Long-Range Interactions using Tensor Networks
• Title（参考訳）: テンソルネットワークを用いた長距離相互作用を有する2次元オープン量子格子モデルの効率的な時間進化
• Authors: Jack Dunham, Marzena H. Szymańska,
• Abstract要約: 本稿では,時間進化演算子を射影的絡み合ったペア演算子(tePEPO)として構成する。 実測的なラジアル長距離相互作用をパワーローで減衰させ,小さなtePEPO結合次元で正確な結果を与える。 この研究は、実験で広く研究された2次元システムへのテンソルネットワークの適用性を実証するが、以前は非半古典的手法にはアクセスできない。
• 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: Simulating many-body open quantum systems is an extremely challenging problem, with methods often restricted to either models with nearest-neighbor interactions or semi-classical approximations. In particular, modeling two-dimensional systems with realistic long-range interactions, in addition to dissipation, is of vital importance to the development of modern quantum computing and simulation platforms. In this paper, we present a construction of the time-evolution operator, as a projected entangled pair operator (denoted tePEPO), that can be used to evolve a tensor network ansatz through time. Interactions beyond nearest-neighbor, including interactions between sites not collinear in the lattice, can be represented efficiently as a tePEPO. Furthermore, we obtain approximations to realistic radial long-range interactions decaying with a power-law, that give accurate results with small tePEPO bond dimension. Finally, we consider a physical example of a Rydberg atom Hamiltonian with long-range dipolar interactions, and show evidence of a dipole-dipole blockading effect in presence of dissipation. This work demonstrates the applicability of tensor networks to two-dimensional systems widely studied in experiments, but previously inaccessible to non-semi-classical methods.
• Abstract（参考訳）: 多体オープン量子システムのシミュレーションは極めて難しい問題であり、メソッドは最も近い隣り合う相互作用を持つモデルや半古典的な近似を持つモデルに制限されることが多い。 特に、現実的な長距離相互作用を持つ2次元システムのモデリングは、散逸に加え、現代の量子コンピューティングとシミュレーションプラットフォームの開発において極めて重要である。 本稿では、時間経過とともにテンソルネットワークのアンサッツを進化させることのできる、投影された絡み合ったペア演算子(tePEPO)として、時間進化演算子の構成について述べる。 格子内のコリニアでない部位間の相互作用を含む近傍の相互作用は、tePEPOとして効率的に表現できる。 さらに, 実測的なラジアル長距離相互作用をパワーローで減衰させ, 小さなTePEPO結合次元で正確な結果を与える。 最後に、長距離双極子相互作用を持つリドベルグ原子ハミルトニアンの物理例を考察し、散逸の存在下で双極子-双極子遮断効果の証拠を示す。 この研究は、実験で広く研究された2次元システムへのテンソルネットワークの適用性を実証するが、以前は非半古典的手法にはアクセスできない。

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