論文の概要: Variational Dynamics of Open Quantum Spin Systems in Phase Space
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.01165v1
- Date: Wed, 01 Apr 2026 17:17:45 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-04-09 14:14:04.019184
- Title: Variational Dynamics of Open Quantum Spin Systems in Phase Space
- Title（参考訳）: 位相空間におけるオープン量子スピン系の変動ダイナミクス
- Authors: Jacopo Tosca, Zejian Li, Francesco Carnazza, Cristiano Ciuti,
- Abstract要約: 本稿では、相互作用するオープン量子スピン系の力学をシミュレーションするための変分法を提案する。
このアプローチは、横場量子イジングモデルの完全な量子力学と非平衡定常状態の両方を正確に捉えることを実証する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.729166820676958
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We introduce a variational method for simulating the dynamics of interacting open quantum spin systems. The method is based on the spin phase-space representation and variationally targets the Husimi-$Q$ function with an ansatz based on a multi-dimensional mixture of spin-coherent states. Crucially, the mixture coefficients are allowed to take negative values, enabling the faithful capture of quantum correlations beyond semiclassical descriptions. The resulting equations of motion are derived from the Dirac-Frenkel variational principle and can be evaluated efficiently without resorting to Monte Carlo sampling by exploiting the analytical structure of the ansatz. As a first application, we demonstrate that this approach accurately captures both the full quantum dynamics and the non-equilibrium steady states of the transverse-field quantum Ising model, in excellent agreement with exact diagonalization. Furthermore, we show that the method scales efficiently to large two-dimensional lattices, a regime that remains challenging for other techniques.
- Abstract（参考訳）: 本稿では、相互作用するオープン量子スピン系の力学をシミュレーションするための変分法を提案する。
この方法はスピン位相空間表現に基づいており、スピンコヒーレント状態の多次元混合に基づくアンザッツを持つフシミ-$Q$関数を変動的にターゲットする。
重要なことに、混合係数は負の値を取ることができ、半古典的記述以上の量子相関を忠実に捉えることができる。
結果として得られる運動方程式はディラック=フランケル変分原理から導かれ、アンザッツの分析構造を利用してモンテカルロサンプリングを使わずに効率的に評価することができる。
最初の応用として、逆場量子イジングモデルの完全な量子力学と非平衡定常状態の両方を、正確な対角化と良好な一致で正確に捉えることを実証する。
さらに,本手法は大規模2次元格子に効率よく拡張可能であることを示す。
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