用于量子动力学模拟的张量列分裂算子 KSL (TT-SOKSL) 方法
化学物理
2022-09-01 v2 量子物理
摘要
量子反应动力学的数值精确模拟，包括激发电子态中的非绝热效应，对于获得超快化学反应性的基本见解和分子光谱的严格解释至关重要。在此，我们引入了用于张量列（TT）/矩阵乘积态（MPS）表示中量子模拟的张量列分裂算子 KSL（TT-SOKSL）方法。TT-SOKSL 使用时间演化算符的 Trotter 展开，将量子态作为张量列进行传播，类似于张量列分裂算子傅里叶变换（TT-SOFT）方法。然而，Trotter 展开的指数算符是使用秩自适应 TT-KSL 方案应用的，而不是像 TT-SOFT 那样使用缩放和平方方法。我们通过应用于视紫红质中视网膜发色团的光异构化模拟，包括在势能面锥形交叉处的非绝热动力学，展示了 TT-SOKSL 的准确性和效率。量子演化在全维度上由一个随时间变化的波包描述，该波包根据一个两态 25 维模型哈密顿量演化。我们发现，就张量列表示的最大允许内存需求而言，TT-SOKSL 比 TT-SOFT 收敛得更快，并且更好地保持了时间演化态的范数。与基于 TT-KSL 方法的相应模拟相比，TT-SOKSL 的优势在于通过利用多维张量列傅里叶变换的线性标度，避免了构建矩阵分解态拉普拉斯算符的需要。
引用
@article{arxiv.2203.00527,
title = {Tensor-Train Split Operator KSL (TT-SOKSL) Method for Quantum Dynamics Simulations},
author = {Ningyi Lyu and Micheline B. Soley and Victor S. Batista},
journal= {arXiv preprint arXiv:2203.00527},
year = {2022}
}