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连通性关键:开放量子系统中浴模式排序与几何对张量网络状态模拟影响

量子物理 2025-05-22 v2 介观与纳米尺度物理 计算物理

摘要

能够研究与多环境相互作用的量子系统动力学在从量子化学到量子热力学,再到非平衡系统等众多场景中都具有重要意义。对于此类问题,基于张量网络的方法是进行数值精确模拟的前沿方法。然而,为了在这种多环境和非扰动情境下高效使用这些方法,这些方法需要优化波函数 Ansatz 的拓扑结构。这通常通过分析不同系统和环境自由度之间的交叉相关性来完成。本文指出,对于标准模型哈密顿量,简单的玻色环境模式排序使联合 {系统 + 环境} 状态可表示为矩阵积态,对收敛所需的 bond 维度大幅降低,尽管引入了长程相互作用。这些结果表明,复杂的相关性分析(例如 entanglement renormalization)对调整张量网络拓扑通常并非必需,而树张量网络状态在许多重要的物理开放系统模型中远远不如简单的矩阵积态有效。

关键词

引用

@article{arxiv.2409.04145,
  title  = {Connectivity matters: Impact of bath modes ordering and geometry in open quantum system simulation with Tensor Network States},
  author = {Thibaut Lacroix and Brendon W. Lovett and Alex W. Chin},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2409.04145},
  year   = {2025}
}

备注

All comments welcome. 11 pages and 6 figures