論文の概要: Hidden Gauge Freedom in Complex-Pole Hierarchical Equations of Motion
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.04834v1
- Date: Mon, 06 Jul 2026 09:08:52 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-07-07 22:26:30.093848
- Title: Hidden Gauge Freedom in Complex-Pole Hierarchical Equations of Motion
- Title（参考訳）: 複素極階層運動方程式における隠れゲージ自由度
- Abstract要約: 複素極HEOMにおいて、以前は未知のゲージ自由度を報告した。
このゲージは、階層生成器の固有スペクトルと非正規性の両方を制御する。
我々は、サブオヘミック力学の数値的正確なシミュレーションを、以前は到達不能な結合強度にまで拡張する。
- 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: While complex-pole hierarchical equations of motion (HEOM) have dramatically expanded the reach of numerically exact quantum dynamics simulations of open quantum systems, they suffer from numerical instabilities rooted in the non-Hermitian structure of their Liouvillian. Yet, the origin of this structure remains obscure. Here, we report a previously unknown gauge freedom in complex-pole HEOM: a continuous family of analytically equivalent Liouvillians, all encoding the same bath correlation function, whose numerical properties vary dramatically. This gauge controls both the eigenspectrum and non-normality of the hierarchy generator, revealing spectral divergence and non-normal error amplification as two distinct instability mechanisms. By optimizing this gauge, we introduce GO--HEOM, which eliminates divergences in strongly coupled Brownian oscillator environments and extends numerically exact simulations of sub-Ohmic dynamics -- including through the delocalized-to-localized quantum phase transition -- to previously inaccessible coupling strengths. Because this gauge transformation is independent of the bath-correlation decomposition scheme, our GO--HEOM becomes a general, broadly compatible strategy for accessing numerically exact quantum dynamics of open quantum systems over arbitrary coupling and highly non-Markovian regimes.
- Abstract（参考訳）: 複素極の階層的な運動方程式(HEOM)は、開量子系の数値的正確な量子力学シミュレーションの範囲を劇的に拡大してきたが、それらはリウヴィリアの非エルミート構造に根ざした数値的不安定さに悩まされている。
しかし、この構造の起源はいまだ不明である。
ここでは、複素極型HEOM:解析的に等価なLiouvilliansの連続族で、すべて同じバス相関関数を符号化し、数値的性質は劇的に変化する。
このゲージは、階層生成器の固有スペクトルと非正規性の両方を制御し、2つの異なる不安定機構としてスペクトルばらつきと非正規誤差増幅を明らかにする。
このゲージを最適化することにより、強結合ブラウン振動子環境における発散を排除し、非局在化から局所化量子相転移を含む、非局所化量子力学の数値的正確なシミュレーションを、従来アクセス不能な結合強度に拡張するGO--HEOMを導入する。
このゲージ変換はバス相関分解スキームとは無関係であるため、GO-HEOMは任意のカップリングと非マルコフ的レジーム上の開量子系の数値的正確な量子力学にアクセスするための一般的な、広く互換性のある戦略となる。
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