論文の概要: qdmag: A Python package for simulating nonequilibrium magnetization of molecules using quantum master equations

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.16352v1
• Date: Mon, 14 Sep 2026 21:16:05 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-09-16 14:56:08.244201
• Title: qdmag: A Python package for simulating nonequilibrium magnetization of molecules using quantum master equations
• Title（参考訳）: qdmag:量子マスター方程式を用いた分子の非平衡磁化シミュレーションのためのPythonパッケージ
• Abstract要約: qdmagは、時間変化した外部磁場における磁性分子の磁化を計算するためのツールである。 1-スピン、2-スピン、3-スピン系の3つのケーススタディがqdmagの使用を実証するために提示される。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.857425958259352
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We present qdmag, a computational utility for calculating the magnetization of magnetic molecules in a time-varying external magnetic field by solving a generalized Lindblad quantum master equation with spin-phonon coupling treated as a dissipation term. The package relies on the spin Hamiltonian formalism, which includes both the magnetic exchange interactions and the zero-field splitting (ZFS) interaction. Different types of magnetic exchange interaction and ZFS terms up to 12th order, which are written in terms of the extended Stevens operators, are supported. qdmag enables long-time evolution of magnetization for up to a few milliseconds, which is achieved through a staircase approximation of the magnetic field as a function of time. For high-dimensional spin Hamiltonians, a lower-dimensional effective Hamiltonian is constructed to make the calculations computationally feasible. Three case studies of one-spin, two-spin, and three-spin systems are presented to demonstrate the usage of qdmag. Our work offers a computational tool to bridge the gap between theoretical development and numerical calculations of spin dynamics in the presence of spin-phonon coupling.
• Abstract（参考訳）: 我々は、スピン-フォノン結合を散逸項として扱う一般化リンドブラッド量子マスター方程式を解くことにより、時変外部磁場における磁性分子の磁化を計算する計算ユーティリティであるqdmagを提案する。 このパッケージは、磁気交換相互作用とゼロフィールドスプリッティング(ZFS)相互作用の両方を含むスピンハミルトン形式に依存している。 異なる種類の磁気交換相互作用とZFS項は、拡張されたスティーブンス作用素の項で書かれる。 qdmagは、最大数ミリ秒間の磁化の長期進化を可能にし、これは時間の関数として磁場の階段近似によって達成される。 高次元スピンハミルトニアンに対しては、計算を計算可能とする低次元有効ハミルトニアンが構成される。 1-スピン、2-スピン、3-スピン系の3つのケーススタディがqdmagの使用を実証するために提示される。 我々の研究は、スピンフォノンカップリングの存在下でのスピンダイナミクスの理論的発展と数値計算のギャップを埋めるための計算ツールを提供する。

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