論文の概要: Fermionic mean-field dynamics for spin systems beyond free fermions
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.02584v1
- Date: Thu, 02 Apr 2026 23:41:06 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-04-06 17:20:24.246913
- Title: Fermionic mean-field dynamics for spin systems beyond free fermions
- Title（参考訳）: 自由フェルミオンを超えたスピン系のフェルミオン平均場ダイナミクス
- Authors: Rishab Dutta, Marc Illa, Niranjan Govind, Karol Kowalski,
- Abstract要約: fTDHFはスピン1/2ハミルトニアンのリアルタイム量子力学法である。
我々は3つのスピン-1/2モデルの正確なダイナミクスに対してfTDHFをベンチマークした。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.09332987715848716
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We introduce the fermionized time-dependent Hartree-Fock (fTDHF), a real-time quantum dynamics method for spin-1/2 Hamiltonians following their mapping to fermions via the Jordan-Wigner transformation. fTDHF is formally equivalent to exact dynamics in the case of free fermions and can efficiently handle non-local string operators arising from long-range interactions via transition matrix elements between non-orthogonal Slater determinants. We show that the fTDHF method can be implemented on a classical computer with a cost that scales polynomially with system size, and linearly with the time steps. We benchmark fTDHF against exact dynamics on three separate spin-1/2 models, representing adiabatic preparation of states with long-range correlations, disorder-driven observation of many-body localization, and particle production in the Schwinger model. For each of these systems, fTDHF is shown to reproduce the qualitative dynamics generated by the exact evolutions, while maintaining a simple physical picture due to its mean-field nature.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,Fermionized time-dependent Hartree-Fock (fTDHF)という,Jordan-Wigner変換によるフェルミオンへの写像に続くスピン-1/2ハミルトニアンのリアルタイム量子力学手法を紹介する。
fTDHFは、自由フェルミオンの場合の正確な力学と正式に等価であり、非直交スレーター行列式間の遷移行列要素を介して長距離相互作用から生じる非局所弦作用素を効率的に扱うことができる。
本稿では,fTDHF法を,システムサイズで多項式的にスケールし,時間ステップで線形にスケールするコストで,従来のコンピュータ上で実装可能であることを示す。
我々は,3つのスピン-1/2モデルの正確なダイナミクスに対してfTDHFをベンチマークし,長距離相関を持つ状態の断熱的準備,多体局在の障害駆動観察,シュウィンガーモデルにおける粒子生成について検討した。
それぞれの系について、fTDHFは、その平均場の性質から単純な物理像を維持しながら、正確な進化によって生成される定性的ダイナミクスを再現することを示した。
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