論文の概要: Tensor-network simulation of quantum transport in many-quantum-dot systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.06944v1
- Date: Wed, 08 Apr 2026 11:07:15 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-04-09 17:30:51.488188
- Title: Tensor-network simulation of quantum transport in many-quantum-dot systems
- Title（参考訳）: 多量子ドット系における量子輸送のテンソル・ネットワークシミュレーション
- Authors: Maximilian Streitberger, Marko J. Rančić,
- Abstract要約: 相関ナノスケールシステムによる輸送は、量子ドットと分子スケール装置の動作を支えている。
ここでは、鉛誘起トンネル現象からの定常電子電流の直接計算を可能にするジャンプカウント推定器を用いて、テンソルベースの解法を拡張する。
古典的なアプローチと比較して、TJMはメモリ要件とウォールクロック時間を桁違いに削減する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Transport through correlated nanoscale systems underpins the operation of quantum-dot and molecular-scale devices, yet accurate simulations of large open quantum systems remain computationally challenging as system size increases. Tensor-network methods offer a promising route past this scaling barrier by efficiently compressing quantum states. Here we extend a tensor-based solver with a jump-counting estimator that enables direct computation of steady-state electron currents from lead-induced tunneling events. We benchmark the resulting currents against the state-of-the-art master-equation solver QmeQ across a range of lead-dot and inter-dot coupling parameters and find quantitative agreement in the tractable regime. Compared with classical approaches, TJM reduces memory requirements and wall-clock time by orders of magnitude, enabling simulations of interacting quantum-dot arrays far beyond the range accessible to density-matrix-based transport solvers and systematic studies of size-dependent nonequilibrium transport in larger arrays. Our approach allow us to model quantum transport in an array of up to fifty (50) quantum dots.
- Abstract（参考訳）: 相関ナノスケール系の輸送は量子ドットと分子スケールの装置の動作を支えるが、大規模なオープン量子系の正確なシミュレーションは、システムサイズが大きくなるにつれて計算的に困難である。
テンソル・ネットワーク法は、量子状態の効率よく圧縮することで、このスケーリング障壁を越える有望な経路を提供する。
ここでは、鉛誘起トンネル現象からの定常電子電流の直接計算を可能にするジャンプカウント推定器を用いて、テンソルベースの解法を拡張する。
我々は、最先端のマスター方程式解法QmeQに対する結果の電流を、リードドットおよびドット間カップリングパラメータの範囲でベンチマークし、トラクタブルな状態における定量的な一致を求める。
古典的なアプローチと比較して、TJMはメモリ要求とウォールクロック時間を桁違いに減らし、密度行列ベースのトランスポートソルバにアクセスできる範囲を超えて相互作用する量子ドットアレイのシミュレーションと、より大きな配列におけるサイズ依存非平衡トランスポートの体系的研究を可能にした。
我々のアプローチでは、最大50(50)個の量子ドットの配列で量子輸送をモデル化できる。
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