量子物理
[提交于 2024年12月11日
]
标题: 加权重归一化时间演化块消减用于改进量子动力学模拟
标题: Reweighted Time-Evolving Block Decimation for Improved Quantum Dynamics Simulations
摘要: 我们引入了一种简单但重要的改进,用于模拟强关联一维(1D)混合量子态的时间动力学的时变块消去(TEBD)张量网络算法。 1D 张量网络方法的效率来自于使用矩阵的乘积来表示:波函数的系数,得到矩阵乘积态(MPS);或者密度矩阵的期望值,得到矩阵乘积密度算子(MPDO)。 为了避免指数级的计算成本,TEBD 在模拟时间演化时会截断矩阵维度。 然而,当截断 MPDO 时,TEBD 并不会优先考虑低权重期望值,如$\langle c_i^\dagger c_j \rangle$,而不是指数级的高权重期望值,如权重为$n$的$\langle c_{i_1}^\dagger c^\dagger_{i_2} \cdots c_{i_n} \rangle$,尽管低权重期望值至关重要。 受此缺点的启发,我们提出了一种加权的 TEBD(rTEBD)算法,在截断过程中通过因子$\gamma^{-n}$来降低高权重期望值的优先级。 这种简单的修改(只需在 MPDO 中对某些矩阵按因子$\gamma$进行加权)使 rTEBD 比 TEBD 对 MPDO 的时间依赖模拟显著更准确,并且与使用 MPS 的 TEBD 相比具有竞争力,有时甚至更好。 此外,通过优先考虑低权重期望值,rTEBD 能够以高精度保持守恒量。
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