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\texttt{Symdyn}:面向高阶量子系统的自动化代数解

量子物理 2026-01-27 v2 数学物理 math.MP

摘要

许多重要的量子物理系统的哈密顿量可表示为时间无关生成闭李代数的线性组合, H^(t)=l=1Lηl(t)g^l\hat{H}(t)=\sum_{l=1}^{L}\eta_{l}(t)\hat{g}_{l}。Wei-Norman 方法提供了确定相应时间演化算符在其因式分解表示中的系数的框架, U^(t)=l=1LeΛl(t)g^l\hat{U}(t) = \prod_{l=1}^{L} e^{ \Lambda_{l}(t)\hat{g}_{l}}。本工作引入了 \texttt{Symdyn},一个自动化应用该方法的 Python 库。该库有效地计算相似变换和 derive Baker-Campbell-Hausdorff 类似关系以及高阶量子系统(L6L\geq 6)的时间演化。我们通过推导两个时依赖耦合谐振子系统的时间演化算符来展示其鲁棒性。此外,我们将该库专用于李群 \textit{SU}(N),以 \textit{SU}(2)、\textit{SU}(3) 和 \textit{SU}(4) 示例展示其多样性,这些示例与量子计算相关。

关键词

引用

@article{arxiv.2503.22061,
  title  = {$\texttt{Symdyn}$: an automated algebraic solution for high-order quantum systems},
  author = {D. Martínez-Tibaduiza and Vladimir Vargas-Calderón and J. G. Dueñas and J. Flórez-Jiménez and A. Z. Khoury},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2503.22061},
  year   = {2026}
}

备注

2 figures, 3 tables. Part of this work was presented at ICE-9 Quantum Information in Spain. This work will be presented at the II Amazonian Workshop on Quantum Vacuum Effects and the Autumn Meeting of the Brazilian Physical Society