用于Lindblad方程控制的开放量子系统的Gregory嵌套Picard迭代格式
数值分析
2026-06-27 v1 量子物理
摘要
对量子计算硬件和由Lindblad方程控制的开放量子系统的数值模拟，由于密度矩阵的高维性以及保持基本物理性质的需要而具有挑战性。在我们之前的工作中，我们通过嵌套Picard迭代（NPI）为具有时间相关哈密顿量的Lindblad方程开发了一种任意阶、低秩、完全正且保迹（CPTP）的方法。在这项工作中，我们开发了Gregory NPI格式，这些格式是通过在等距节点上的Gregory型求积构造的CPTP格式。这些方法最高可达九阶，与我们之前提出的使用Gauss求积规则的NPI格式相比，大大降低了计算成本，同时保持了高阶精度和结构保持。我们分析了所得格式在基于物理的测试方程上的稳定性。数值实验验证了该方法的收敛性，并证明了低秩近似的有效性。我们研究了先前构建的CNOT门在封闭和开放量子系统中的性能。
引用
@article{arxiv.2606.29002,
title = {Gregory Nested Picard Iteration Schemes for Open Quantum Systems Governed by the Lindblad Equation},
author = {Jiuhua Hu and Daniel Appelo and Yingda Cheng},
journal= {arXiv preprint arXiv:2606.29002},
year = {2026}
}