用于模拟半经典区域马尔可夫开放量子系统的“冻结高斯采样算法”

在半经典体系中模拟马尔可夫开放量子系统对计算物理学构成了重大挑战,因为动力学的高度振荡特性使得传统网格方法面临难以承受的分辨率要求。为突破这一障碍,本研究基于维格纳-福克-普朗克相空间表述,提出了一种高效的冻结高斯采样(FGS)算法。该算法展现出两项突破性优势:首先,在物理观测量计算方面,其采样误差与半经典参数ε无关,从根本上破解了网格方法在半经典极限下遭遇的指数级计算复杂度难题;其次,其无网格特性彻底消除了制约基于网格的长时间模拟的边界诱发失稳现象。凭借这些特性,FGS算法成为探索开放量子系统长期行为的强大研究工具。特别值得注意的是,该工作通过数值模拟为强非谐势场中存在稳态的现象提供了有力证据——这正是当前理论分析尚未严格解决的领域。
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作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2025-12-16 02:21

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