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广义主方程中的空间局域记忆:以小晶格模拟的代价达到热力学极限

化学物理 2024-11-14 v1 材料科学 计算物理 量子物理

摘要

晶格模型的精确量子动力学计算量巨大,尤其是在需要大系统尺寸和长模拟时间以收敛输运系数时。通过利用有限记忆时间,仅使用短时数据即可获取长时动力学,广义主方程(GME)为高效模拟晶格问题动力学提供了一条途径。然而,此类模拟仅限于小晶格,其动力学表现出有限尺寸伪影,会污染输运系数预测。为解决此问题,我们引入了一种新方法,该方法利用时间和空间上的有限记忆,高效预测涉及短程相互作用的耗散晶格问题的多体动力学。这一进展使得能够利用小晶格的短时动力学来模拟任意大系统在长时间尺度上的行为。我们通过聚焦于色散Holstein模型中的非平衡极化子弛豫和输运,展示了该方法的优势,成功模拟了一维和二维中无有限尺寸效应的晶格动力学,将此类模拟的计算开销降低了多个数量级。我们的方法具有广泛适用性,为在实验相关的介观长度和时间尺度上以微观分辨率研究非平衡弛豫提供了一种准确且高效的手段。

关键词

引用

@article{arxiv.2411.08598,
  title  = {Space-local memory in generalized master equations: Reaching the thermodynamic limit for the cost of a small lattice simulation},
  author = {Srijan Bhattacharyya and Thomas Sayer and Andrés Montoya-Castillo},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2411.08598},
  year   = {2024}
}