大规模腔量子电动力学系统中Lindblad方程的分布式优化

该论文提出了一种用于求解大维度腔QED系统中Lindblad主方程的分布式计算框架。通过利用跳跃算符的稀疏性,并将该方法与Cannon算法相结合,非幺正项的计算复杂度从O(MN³)降低至O(MN)。对于幺正项,采用泰勒级数近似与Cannon算法相结合的方式实现了分布式矩阵指数运算,但其可扩展性受限于处理器间通信。所提出的动态子空间构建方法进一步降低了哈密顿量维度:当n_at=10时,维度缩减至完整哈密顿量的5.63%,内存占用仅为0.32%。结果表明,该框架显著加速了非幺正演化过程,为模拟耗散通道数M远大于哈密顿量维度N的大规模开放量子系统提供了可行解决方案。

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提交arXiv: 2026-03-04 15:38

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