Time-propagation of the Kadanoff-Baym equations for inhomogeneous systems
我们发展了一般非齐次系统的Kadanoff-Baym方程的时间传播格式。这些方程描述了在含时外场存在下相互作用多体系统的非平衡格林函数随时间的演化。外部领域的非微扰处理，而多体相互作用纳入微扰使用Phi可导出的自能近似，保证满足系统的宏观守恒定律。这些近似详细讨论了随时间变化的Hartree-Fock，第二玻恩和GW近似。
2009-06-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.other cond-mat.str-el
Successes and Failures of Kadanoff-Baym Dynamics in Hubbard Nanoclusters
我们研究的非平衡态动力学的小，强相关的集群，描述了哈伯德哈密顿量，通过传播的Kadanoff-Baym方程的Hartree-Fock，第二玻恩，GW和T-矩阵近似。我们比较精确的数值解的结果。我们发现，T-矩阵是整体优于其他近似，并在低密度区的准确结果是很好的协议。在长时间内，多体近似达到了非物理的定态，我们认为这是因为在少体系统中隐含了无限级图。
2009-05-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Real-time Kadanoff-Baym approach to plasma oscillations in a correlated electron gas
本文用非平衡格林函数方法研究了有限温度下关联库仑系统的集体响应。它表明，解决Kadanoff-Baym型运动方程的两个时间的关联函数与外部扰动场包括允许计算等离子体光谱与碰撞效应在一个系统的和一致的方式。该方案具有“内置”的和规则的保护，是更简单的实现数字比等价的平衡方法的基础上Bethe-Salpeter方程。
1999-12-03 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Adiabatic Preparation of a Correlated Symmetry-Broken Initial State with the Generalized Kadanoff--Baym Ansatz
基于广义Kadanoff-Baym方法（GKBA）的非平衡格林函数的快速时间传播方法被应用于具有破缺平衡相的晶格系统，即激子绝缘体.通过与绝热时间Dyson方程的解比较，评估了GKBA中由Hartree-Fock波函数绝热制备关联的非线性破缺初态.我们发现通过绝热转换过程可以得到激子序参量不为零的破缺关联初态。我们讨论在何种情况下，这是可能的，在合理的短切换时间内在实践中。
2018-08-03 cond-mat.str-el
Comment on "On the unphysical solutions of the Kadanoff--Baym equations in linear response: Correlation-induced homogeneous density-distribution and attractors"
在最近的一次快速通信[A。Stan，Phys. Rev. B \textbf{93}，041103（R）（2016）]，Keldysh-Kadanoff--Baym方程（KBE）的可靠性受到质疑，该方程使用应用于线性和非线性响应的相关自能近似。特别是，普遍吸引子的存在已被预测，将驱动任何相关系统的动力学朝着非物理均匀密度分布，而不管系统类型，相互作用和多体近似。此外，有人指出，甚至平均场动态也会受到阻尼。在这里，通过执行精确的解决方案的KBE的情况下，在该文件中研究，我们证明这些索赔是错误的数值不准确造成的。
2016-11-18 cond-mat.str-el
On the unimportance of memory for the time non-local components of the Kadanoff-Baym equations
本文通过数学证明和多种模型数值实验，论证了在Kadanoff-Baym方程中，广义Kadanoff-Baym近似所忽略的记忆效应项实际影响极小，仅为小修正，验证了GKBA在中等和强相互作用系统中的有效性。
2023-09-04 cond-mat.str-el nucl-th physics.comp-ph
Non-equilibrium Green's function approach to inhomogeneous quantum many-body systems using the Generalized Kadanoff Baym Ansatz
在非平衡格林函数计算中，使用广义Kadanoff-Baym Answer（GKBA）允许从其时间对角值简单近似地重建两次格林函数。通过这种方式，在时间相关的计算中实现了计算需求的大幅减少，使得更长的时间传播成为可能，并且可以访问更复杂系统。本文对25年前推出的GKBA表示赞赏。经过详细推导的GKBA，我们回忆起它的应用均匀系统，并展示如何将其扩展到强相关，非均匀系统。作为一个概念的证明，我们提出了一个2-电子量子阱的结果，其中正确的处理相关的电子动力学是至关重要的平衡和动态特性的正确描述。
2012-05-20 cond-mat.str-el
Kadanoff-Baym approach to double-excitations in finite systems
我们基准多体微扰理论研究中性，以及非中性，激发有限晶格系统。中性激发光谱是通过Hartree-Fock和第二玻恩近似下的Kadanoff-Baym方程的时间传播得到的。该方法等价于求解具有高阶核的Bethe-Salpeter方程，同时考虑自洽性，保证了频率求和规则的实现。结果发现，一个时间局部的方法，如Hartree-Fock，可以得到不完整的谱，而已经第二玻恩，这是最简单的时间非局部近似，再现以及大部分的额外的激发，其特征在于作为双激发。
2011-08-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Adaptive Time Stepping for the Two-Time Integro-Differential Kadanoff-Baym Equations
针对量子系统的Kadanoff-Baym方程，提出一种在时间步长、方法阶数及历史积分阶数上均具自适应性的积分方案，在保证精度的同时实现了约一个数量级的计算加速。
2025-04-30 cond-mat.str-el nucl-th physics.comp-ph
Can we always get the entanglement entropy from the Kadanoff-Baym equations? The case of the T-matrix approximation
研究了量子输运系统中纠缠熵在非平衡模型相互作用器件中随时间的传输。动力学是通过多体微扰理论中的Kadanoff-Baym方程进行的。确定纠缠熵所需的双占据$< \hat{n}_{R \uparrow} \hat{n}_{R \downarrow} >$是从单粒子格林函数的运动方程中获得的。我们计算的一个显著结果是PDMATHAMM可以变为负值，从而不允许计算纠缠熵。这是近似的缺点，但守恒，多体自能。在测试的扰动计划，$T$矩阵近似脱颖而出有两个原因：它比较准确的结果在低密度制度，它总是提供一个非负的$< \hat{n}_{R \uparrow} \hat{n}_{R \downarrow} >$。对于这个命题的第二部分，我们给出了一个分析证明。最后，通过设备的纠缠传输被相互作用减弱，但可以被流过系统的电流放大。
2011-03-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Few-particle quantum dynamics---comparing Nonequilibrium Green's functions with the generalized Kadanoff-Baym ansatz to density operator theory
对于两个或三个以上的粒子，量子系统的非平衡描述需要使用简化的描述，以便在数值上易于处理。两种可能的方法是基于约化密度矩阵或非平衡格林函数（NEGF）。这两个概念是制定在层次的耦合方程-Bogoliubov-Born-Green-Kirkwood-Yvon（BBGKY）层次的约化密度运营商和马丁Schwinger层次（MS）的格林函数，分别。在这两种情况下，类似的近似介绍解耦的层次结构，但仍然有许多问题，这两种方法的对应关系仍然是开放的。
2012-11-29 cond-mat.str-el
The Generalized Kadanoff-Baym Ansatz with Initial Correlations
在非平衡格林函数（NEGF）形式主义中，广义Kadanoff-Baym Answer（GKBA）作为一种计算成本低廉的方法来研究相互作用量子系统的动力学。然而，NEGF-GKBA的当前实现具有缺点：实时仿真需要{ \em noncorrelated}状态作为初始状态。因此，初始关联必须在打开任何外部场之前通过相互作用的绝热切换来建立，这一过程在数值上可能非常昂贵。在这项工作中，我们扩展NEGF-GKBA允许{ \em相关}状态作为初始状态。我们的方案使得有可能有效地分离计算的初始状态的实时仿真，从而铺平了道路，扩大类的系统和外部驱动器已经成功的NEGF-GKBA访问。我们证明了该方法的准确性和其改进的性能，在一个模型的施主-受主二元驱动的平衡由外部激光脉冲。
2018-06-14 cond-mat.str-el
Spectral properties of correlated quantum wires and carbon nanotubes within the Generalized Kadanoff-Baym Ansatz
通过求解单粒子密度矩阵的广义Kadanoff-Baym Answer（GKBA）主方程，研究了开放相互作用系统的光谱性质.为了衡量其有效性，我们将GKBA中获得的解与Dyson方程的解（相当于完整的Kadanoff-Baym方程）进行比较。在这两种方法中，我们处理的相互作用内的自洽的二阶玻恩近似，而GKBA仍然保留在Hartree-Fock水平计算的延迟传播。我们考虑的情况下，通过一个中心的相关区域，粒子可以相互作用，并利用在交界处的静态粒子电流作为探测系统的光谱特征的两个引线连接。在这项工作中，作为一个例子，我们采取的中心区域是一个一维的量子线和一个二维的碳纳米管，并表明GKBA主方程的解决方案很好地捕捉到他们的光谱特征。我们的结果表明，即使当所使用的传播子是在Hartree-Fock水平，GBKA解决方案保留了主要的光谱特征的自能量使用。
2020-07-17 cond-mat.str-el quant-ph
Solving quantum impurity problems on the L-shaped Kadanoff-Baym contour
本研究将GTEMPO方法扩展至L形Kadanoff-Baym轮廓求解量子杂质问题，该数值精确方法仅含两类误差，经多场景验证准确且误差可通过超参数抑制，可作为基准与动力学平均场理论的实时光杂质求解器。
2024-10-08 cond-mat.str-el quant-ph
Comparison between scattering-states numerical renormalization group and the Kadanoff-Baym-Keldysh approach to quantum transport: Crossover from weak to strong correlations
通过纳米级结的量子输运由器件的充电能量$U$控制。我们采用最近发展的散射态数值重整化群方法来研究开放量子系统的非平衡格林函数和电流-电压特性的小和中等值的$U$的结。该方法的可靠性是建立在良好的协议与图解Kadanoff-Baym-Keldysh结果在小值的$U$。我们证明了在中间库仑排斥的图解方法的限制。这些方法预测两个不同的低能尺度的磁和电荷的波动在零偏压，而数值重整化群方法正确地产生只有一个单一的，通用的规模。在大的电压和中间值的库仑排斥的自洽第二玻恩以及GW近似再现SNRG光谱函数相当好的对称结，而对于非对称模型的光谱权重的电压依赖性的重新分配显着不同。二阶微扰理论在大偏压下不能正确地描述单粒子动力学，并且违反了非对称结的电流守恒。
2010-04-07 cond-mat.str-el
Failure of the Baym-Kadanoff construction to match consistently quantum dynamics with thermodynamic critical behavior
本文揭示了Baym-Kadanoff构造在匹配量子动力学与热力学临界行为时存在严重缺陷，指出其动力学顶点与守恒顶点在临界点表现出不完整且定性不同的行为，仅在两者发散一致时才能可靠描述关联电子的临界行为。
2024-01-16 cond-mat.str-el
Memory truncated Kadanoff-Baym equations
非平衡格林函数的Keldysh形式主义是描述强关联系统的电子结构、光谱和动力学的强有力的理论框架。然而，用于两次Keldysh Green函数的基本Kadanoff-Baym方程（KBE）涉及存储器内核，其导致长模拟时间$t_\text{max}$的高计算成本，其中计算时间与$t_\text{max}$成立方缩放。内存内核的截断可以将计算成本降低到使用$t_\text{max}$的线性缩放，但是所需的内存时间将取决于模型和对自能的图解近似。我们解释了如何截断的内存内核可以被纳入到时间传播算法来解决KBE，并调查系统截断的内存内核的哈伯德模型在不同的参数制度，并为不同的图解近似。截断是更容易控制的动力学平均场的解决方案，它是适用于一个动量无关的自能。在这里，模拟时间长达两个数量级以上的访问在弱耦合和强耦合制度，允许研究长时间的现象，如前热化和热化动力学之间的交叉。
2021-12-10 cond-mat.str-el
An unified theory of quantised electrons, phonons and photons out-of-equilibrium: a simplified {\em ab-initio} approach based on the Generalised Baym-Kadanoff ansatz
我们提出了一个完整的ab-inito描述耦合的光子，声子和电子的平衡动力学。在本方法中，电磁场以及核振荡的量子化性质被充分考虑。其结果是一组积分微分方程，写在凯尔迪什轮廓上，用于电子，声子和光子的格林函数，其中不同种类的相互作用合并在一起。然后，我们专注于电子动力学，以减少问题的计算可行的方法。通过使用广义Baym-Kadanoff近似和完全碰撞近似，我们引入了一系列有效的，但可控的近似。用这种方法，我们将所有的方程简化为一组描述各种静态和动态相关性的密度矩阵的解耦方程。最终的结果是一个连贯的，一般的，和包容性的计划来计算几个物理量：载流子动力学，瞬态光吸收和光发射。所有这些都同时包括电子-电子，电子-声子和电子-光子相互作用。我们进一步讨论如何所有这些观测值可以很容易地计算在本计划使用一个完全原子从头算方法。
2015-12-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Electronic transport in molecular junctions: The generalized Kadanoff-Baym ansatz with initial contact and correlations
广义Kadanoff-Baym模型（GKBA）提供了一种计算成本低廉的方法来模拟非平衡格林函数框架内的平衡量子系统。对于有限系统，在传统的GKBA方法中忽略初始相关性的限制最近已经被克服[Phys. Rev. B 98，115148（2018）]。然而，在量子传输的上下文中，初始状态的接触性质，即，连接到体引线的结需要GKBA方法的进一步扩展。在这项工作中，我们制定了一个GKBA计划，其中包括初始相关性的分区自由设置。在实践中，这意味着初始关联和接触的分子结的平衡可以与实时演变分开。通过对嵌入自能的记忆积分进行显式计算，将接触初始状态的信息包含在非平衡计算中，这可以在不影响模拟时间和系统大小的计算缩放的情况下进行。我们展示了碳基分子结，在那里我们研究了瞬态电流签名中的电子相关性的作用开发的方法。
2020-12-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el physics.chem-ph
Stability and complexity of global iterative solvers for the Kadanoff-Baym equations
Jožef Stefan Institute（约瑟夫·斯特凡研究所）；Department of Physics, Faculty of Mathematics and Physics, University of Ljubljana（卢布尔雅那大学数学与物理学院物理系）；Center for Computational Quantum Physics, Flatiron Institute（平顿研究所计算量子物理中心）；Center for Computational Mathematics, Flatiron Institute（平顿研究所计算数学中心）
研究全局迭代求解器在Kadanoff-Baym方程中的计算复杂性和稳定性，发现标准定点迭代不稳定，而其他方法在大传播时间下稳定收敛，但迭代次数与时间步数近似线性增长。
2026-09-02 cond-mat.str-el
Interacting electrons in a flat-band system within the Generalized Kadanoff-Baym Ansatz
本研究通过GKBA主方程求解开放相互作用平带系统的谱性质，验证其与Dyson方程解的一致性，并揭示相互作用增强时平带从无色散到色散的转变，表明GKBA方法能有效保留自能的谱特征。
2024-02-23 cond-mat.other cond-mat.str-el quant-ph
Kadanoff-Baym description of Hubbard clusters out of equilibrium: performance of many-body schemes, correlation-induced damping and multiple steady states
我们详细介绍了我们最近推出的一种方法（PRL。103，176404（2009））来描述处于和不处于平衡的有限系统，其中时间上的演化经由多体扰动理论（MBPT）内的Kadanoff-Baym方程（KBE）来执行。我们分析的主要属性是时间依赖的密度。我们还研究了TDDFT的交换相关势，通过逆向工程从含时密度获得。我们的系统由小，强相关的集群，哈伯德哈密尔顿内的Hartree-Fock，第二玻恩，GW和T-矩阵近似描述。我们比较的结果从KBE动力学的精确数值解。我们的比较的结果是，在多体计划考虑，T-矩阵近似是在所有的电子密度总体上优于。这样的比较允许一个总体评估的整体思想应用MBPT，在KBE的意义上，有限的系统。我们的分析的一个引人注目的结果是，当系统在一个强大的外部场的演变，KBE开发一个稳态的解决方案作为一个相关诱导阻尼的后果。这种阻尼既存在于孤立的（有限的）系统中，在那里它是纯粹的人工，以及在集群接触（无限）宏观引线。为了说明这一点，我们提出了一个系统耦合到T-矩阵和第二玻恩近似内的接触选定的结果。我们进行了广泛的表征表明，这种行为是目前的近似自能量，无限的部分求和的基础上，使用。第二个重要的结果是，对于孤立的集群，达到的稳定状态不是唯一的，而是取决于如何切换到外部字段。对于连接到引线的群集也可能如此。
2010-04-21 cond-mat.str-el
Nonequilibrium transport through the Hubbard dimer
本文利用时间线性框架下的iGKBA方法高效研究双格点哈伯德模型的非平衡谱性质，揭示关联效应导致的谱移动、展宽及瞬态电流振荡抑制，为开放量子系统中关联电子动力学分析提供了新途径。
2025-06-02 cond-mat.str-el
Time-dependent many-body treatment of electron-boson dynamics: application to plasmon-accompanied photoemission
最近的实验访问时间分辨的光电子信号起源于相关材料中的等离子体卫星，并实时解决它们的建立和衰减。受这些发展的启发，我们提出了相互作用费米子和玻色子的非平衡时间演化的Kadanoff-Baym形式。与费米子的情况相反，玻色子是由二阶微分方程描述的。玻色子Kadanoff-Baym方程的解-这是这项工作的核心内容-需要对通常的两次电子传播方案进行实质性修改。这个解是相当普遍的，可以应用于许多问题，例如电子与量子化光子、声子和其他玻色子激发的相互作用。在这里，形式主义是适用于从一个深芯孔伴随着等离子体激元激发的光电发射。我们计算了时间分辨光电子能谱，讨论了内、外电子能量损失的影响及其相互干扰。
2015-10-29 cond-mat.str-el
Hubbard nanoclusters far from equilibrium
哈伯德模型是强关联多粒子系统的原型，包括凝聚态物质和分子中的电子，以及光晶格中的费米子或玻色子。虽然这些系统的平衡性质已被详细研究，但强非微扰激发后的非平衡动力学最近才成为实验和理论的焦点。特别令人感兴趣的是，动力学如何依赖于耦合强度和粒子数，以及在时间演化中是否存在普遍特征。在这里，我们提出了有限的哈伯德集群的动力学的基础上的自洽非平衡格林函数（NEGF）的方法调用广义Kadanoff-Baym anastrophy（GKBA）的结果。我们详细讨论了Hartree-Fock传播子的GKBA的守恒性质，并给出了Baym和Kadanoff能量守恒准则的推广形式。此外，我们证明了HF-GKBA治愈了先前两次NEGF模拟的一些伪影。此外，这种方法大大加快了数值计算的速度，从而提供了研究相对较大的系统的能力，并将分析扩展到长时间，从而允许通过时间传播精确计算激发光谱。我们在第二玻恩近似下获得的数据与精确对角化结果（最多可用于13个粒子）相比毫不逊色，预计在弱耦合极限下对更大的系统具有预测能力。
2014-07-07 cond-mat.str-el
Nonequilibrium dynamics of the Hubbard dimer
本文用非平衡Green函数研究双位点Hubbard模型绝热切换动力学，比较KBE与GKBA，并按Bethe-Salpeter通道分析second Born、$T$-matrix、$GW$及parquet近似。
2024-01-20 cond-mat.str-el
Real-Time Dynamics in Quantum Impurity Models with Diagrammatic Monte Carlo
我们扩展了最近开发的实时Diagrammatic Monte Carlo方法，在其杂交扩展配方，完整的Kadanoff-Baym-Keldysh轮廓。这使我们能够从任意的，甚至相互作用的，初始密度矩阵开始研究相关杂质模型的实时动态。作为概念证明，我们应用该算法研究了Anderson杂质模型中局域量子猝灭后的非平衡动力学。作为量子杂质模型中实时动力学的一种完全通用的方法，它可以用作非平衡动力学平均场论的求解器。
2010-03-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Energy gaps at neutrality point in bilayer graphene in a magnetic field
利用Baym-Kadanoff方法，在无规相位近似下计算了极化函数，分析了双层石墨烯中$ν=0$量子霍尔态的动力学行为.发现了两个具有非零能隙的相，即铁磁相和层非对称相，并描述了平面$(\tildeΔ_0,B)$中的相图，其中$\tildeΔ_0$是上下栅电压不平衡。结果表明，能隙与磁场呈线性关系，$ΔE \sim 14 B[T]K。
2010-04-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Correlations in Many-Body Systems with Two-time Green's Functions
对无限大核物质的Kadanoff-Baym（KB）方程进行了数值求解。特别是，我们计算相关能量和相关时间。用自由格林函数逼近KB碰撞核中的格林函数，得到了Levinson方程。这种近似对于弱相互作用和/或低密度是有效的。它涉及到谱函数的扩展准经典近似。比较Levinson，Born和KB计算允许估计高阶光谱校正的相关性。由于光谱相关性和降低的密度矩阵中的离壳部分，报告了结合能的降低。
2001-05-18 cond-mat.str-el nucl-th physics.plasm-ph
Dynamics and phase diagram of the $ν=0$ quantum Hall state in bilayer graphene
利用Baym-Kadanoff方法，在无规相位近似下计算了极化函数，分析了双层石墨烯中$ν=0$量子霍尔态的动力学行为.发现了两个具有非零能隙的相，即铁磁相和层非对称相，并描述了平面$(\tildeΔ_0,B)$中的相图，其中$\tildeΔ_0$是上下栅电压不平衡。结果表明，这些相的能隙与磁场成线性关系，$ΔE \sim 10 B[T]K.这些结果与最近的实验在双层石墨烯的比较。
2010-04-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Efficient grid-based method in nonequilibrium Green's function calculations. Application to model atoms and molecules
本文提出并应用有限元离散变量表示来表示强非均匀量子系统的非平衡格林函数。该方法在数值复杂度、内存资源和计算时间方面非常优于一般基方法。它的灵活性也允许一个准确的表示空间扩展的哈密顿量，从而开辟了一条道路，直接解决的两个时间Schwinger/Keldysh/Kadanoff-Baym方程的空间网格，包括例如在原子中的高度激发态的描述。作为第一个基准，我们在Hartree-Fock近似和第二玻恩近似下计算和表征了He原子、H $_2$分子和LiH分子在一维空间中的基态.由此，基态/结合能，密度和键长的直接解决方案的时间相关的薛定谔方程进行了比较。
2009-10-28 cond-mat.str-el
Time-linear scaling NEGF methods for real-time simulations of interacting electrons and bosons. I. Formalism
从第一性原理出发，以现实的多尺度场景为目标，模拟电子和玻色子的相互作用，是一个巨大的理论挑战。在这里，使用非平衡格林函数的形式主义，并依赖于最近发现的时间线性制定的Kadanoff-Baym方程的关键方式，我们提出了一个通用的工具箱相关的电子玻色子动力学的模拟。有一大类方法可供使用，从Escherfest到dressed $GD$，用于处理电子-玻色子相互作用与微扰的结合，即，Hartree-Fock和Second-Born，或非微扰，即，$GW$和$T$ -矩阵没有或有交换效应，用于库仑相互作用的治疗。在所有情况下，数值尺度在时间上是线性的，运动方程满足所有基本守恒律。
2021-11-12 cond-mat.other cond-mat.str-el
