論文の概要: Deterministic Quantum Jump (DQJ) Method for Weakly Dissipative Systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.04066v1
- Date: Wed, 04 Mar 2026 13:42:37 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-03-05 21:29:15.325316
- Title: Deterministic Quantum Jump (DQJ) Method for Weakly Dissipative Systems
- Title（参考訳）: 弱散逸系に対する決定論的量子ジャンプ法(DQJ)
- Authors: Marcus Meschede, Ludwig Mathey,
- Abstract要約: 量子システムをシミュレートする典型的なアプローチは、リンドブラッド・マスター方程式を通じて密度行列を伝播させることである。
このアプローチは密度行列のサイズによって数値的に困難である。
本稿では,弱い散逸状態下での標準量子ジャンプ法よりも優れたDQJ法を提案する。
- 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: Physical quantum systems are generically coupled to an environment, resulting in open system dynamics. A typical approach to simulating this dynamics is to propagate the density matrix of the system via the Lindblad master equation. This approach is numerically challenging due to the size of the density matrix, which has led to the development of quantum jump methods, which unravel the density matrix into an ensemble of state vectors. These methods utilize a stochastic sampling of the quantum jump times, which becomes inefficent for weakly dissipative dynamics, in which jumps are rare events. Here, we propose the deterministic quantum jump (DQJ) method, which we show to outperform standard quantum jump methods in the weakly dissipative regime, by removing the error of stochastic sampling. We describe the methodology at the single-jump and two-jump level, reconstructing the density matrix at the corresponding level. We demonstrate the performance of the method for two examples, the dissipative transverse-field Ising model, and the dissipative Kerr oscillator. Given that quantum technologies such as quantum computing have weakly dissipative quantum dynamics as their central focus, we propose this method to be utilized in that context, for exploring and understanding quantum technology platforms.
- Abstract（参考訳）: 物理量子系は環境に総称的に結合され、結果として開系力学が生じる。
この力学をシミュレートする典型的なアプローチは、リンドブラッド・マスター方程式を通じて系の密度行列を伝播させることである。
このアプローチは密度行列のサイズによって数値的に困難であり、これは密度行列を状態ベクトルのアンサンブルへと展開する量子ジャンプ法の発展につながった。
これらの手法は量子ジャンプ時間の確率的サンプリングを利用しており、ジャンプが稀な事象である弱い発散動力学には効果がない。
本稿では,決定論的量子ジャンプ法(DQJ)を提案する。これは,確率的サンプリングの誤差を除去することにより,弱い散逸状態における標準量子ジャンプ法より優れていることを示す。
本手法を単ジャンプ, 2ジャンプレベルで記述し, 対応するレベルでの密度行列を再構成する。
本稿では,2つの実例として,散逸性横場イジングモデルと散逸性Kerr発振器について示す。
量子コンピューティングなどの量子技術が、量子力学を中心的焦点として、弱い散逸性を持つことを考慮し、量子技術プラットフォームを探索し理解するために、この手法をその文脈で活用することを提案する。
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