論文の概要: QuTiP-BoFiN: A bosonic and fermionic numerical
hierarchical-equations-of-motion library with applications in
light-harvesting, quantum control, and single-molecule electronics
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2010.10806v3
- Date: Wed, 25 Jan 2023 05:44:00 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-28 03:18:32.151252
- Title: QuTiP-BoFiN: A bosonic and fermionic numerical
hierarchical-equations-of-motion library with applications in
light-harvesting, quantum control, and single-molecule electronics
- Title(参考訳): QuTiP-BoFiN:光ハーヴェスティング、量子制御、単一分子エレクトロニクスにおけるボソニックおよびフェルミオン型数値階層型運動方程式ライブラリ
- Authors: Neill Lambert, Tarun Raheja, Simon Cross, Paul Menczel, Shahnawaz
Ahmed, Alexander Pitchford, Daniel Burgarth, Franco Nori
- Abstract要約: 階層運動方程式 (HEOM) は力学を解くための強力な正確な数値的手法である。
固体物理学、光学、単分子電子工学、生物物理学の問題に拡張され応用されている。
ボソニック環境とフェルミオン環境の両方にHEOMを実装した強力なQuTiPプラットフォームと統合したPythonの数値ライブラリを提案する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 51.15339237964982
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The "hierarchical equations of motion" (HEOM) method is a powerful exact
numerical approach to solve the dynamics and find the steady-state of a quantum
system coupled to a non-Markovian and non-perturbative environment. Originally
developed in the context of physical chemistry, it has also been extended and
applied to problems in solid-state physics, optics, single-molecule
electronics, and biological physics. Here we present a numerical library in
Python, integrated with the powerful QuTiP platform, which implements the HEOM
for both bosonic and fermionic environments. We demonstrate its utility with a
series of examples. For the bosonic case, we include demonstrations of fitting
arbitrary spectral densities, and an example of the dynamics of energy transfer
in the Fenna-Matthews-Olson photosynthetic complex, showing how a suitable
non-Markovian environment can protect against pure dephasing. We also
demonstrate how the HEOM can be used to benchmark different strategies for
dynamical decoupling of a spin from its environment, and show that the Uhrig
pulse-spacing scheme is less optimal than equally spaced pulses when the
environment's spectral density is very broad. For the fermionic case, we
present an integrable single-impurity example, used as a benchmark of the code,
and a more complex example of an impurity strongly coupled to a single vibronic
mode, with applications to single-molecule electronics.
- Abstract(参考訳): heom法(hierarchical equation of motion)は、力学を解き、非マルコフ的かつ非摂動的環境と結合した量子系の定常状態を見つけるための強力な厳密な数値解法である。
元々は物理化学の文脈で開発されたもので、固体物理学、光学、単分子エレクトロニクス、生物物理学の問題にも応用されている。
本稿では,音素環境とフェルミオン環境の両方にHEOMを実装した強力なQuTiPプラットフォームと統合したPythonの数値ライブラリを提案する。
私たちはその有用性を一連の例で示します。
ボソニックの場合、任意のスペクトル密度を適合させることのデモンストレーションや、Fenna-Matthews-Olson光合成複合体におけるエネルギー移動のダイナミクスの例を含み、適切な非マルコフ環境が純粋な嫌悪からどのように保護できるかを示している。
また、HEOMが環境からのスピンの動的疎結合の異なる戦略のベンチマークにどのように使用できるかを示し、環境のスペクトル密度が非常に広い場合、Uhrigパルス分散方式が等間隔パルスよりも最適でないことを示す。
フェルミオンの場合、コードのベンチマークとして用いられる積分可能な単一不純物例と、単分子エレクトロニクスへの応用を含む単一のビブロニックモードに強く結合された不純物のより複雑な例を示す。
関連論文リスト
- A Lindblad master equation capable of describing hybrid quantum systems
in the ultra-strong coupling regime [0.0]
任意の電磁(EM)環境における相互作用の任意の状態におけるハイブリッド量子系の力学を記述できるアプローチを示す。
我々は、任意の系の数モード量子化のために開発された従来の手法を、超強光物質結合の場合に拡張する。
簡単なモデルシステムでは現状のマスター方程式よりも優れており、既存のアプローチを適用できない現実的なナノプラズモニック・セットアップについて研究する。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-05-22T15:59:53Z) - A quantum-classical decomposition of Gaussian quantum environments: a
stochastic pseudomode model [0.8258451067861933]
量子系に線形に結合したボソニック環境の効果は、ガウス・リンドブラッドマスター方程式によってシミュレートできることを示す。
有理スペクトル密度のサブセットの場合、すべてのパラメータは適合手順を必要とせずに明示的に指定される。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-01-18T14:17:17Z) - Quantum emulation of the transient dynamics in the multistate
Landau-Zener model [50.591267188664666]
本研究では,Landau-Zenerモデルにおける過渡ダイナミクスを,Landau-Zener速度の関数として検討する。
我々の実験は、工学的なボソニックモードスペクトルに結合した量子ビットを用いたより複雑なシミュレーションの道を開いた。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-11-26T15:04:11Z) - Decimation technique for open quantum systems: a case study with
driven-dissipative bosonic chains [62.997667081978825]
量子系の外部自由度への不可避結合は、散逸(非単体)ダイナミクスをもたらす。
本稿では,グリーン関数の(散逸的な)格子計算に基づいて,これらのシステムに対処する手法を提案する。
本手法のパワーを,複雑性を増大させる駆動散逸型ボゾン鎖のいくつかの例で説明する。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-02-15T19:00:09Z) - Molecular spin qudits for quantum simulation of light-matter
interactions [62.223544431366896]
分子スピンキューディットは、物質と強く相互作用する光子場の量子力学をシミュレートする理想的なプラットフォームを提供する。
提案した分子量子シミュレータの基本単位は、マイクロ波パルスのみで制御されるスピン1/2とスピン$S$遷移金属イオンの単純な二量体で実現できる。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-03-17T15:03:12Z) - Quantum Markov Chain Monte Carlo with Digital Dissipative Dynamics on
Quantum Computers [52.77024349608834]
少数のアンシラ量子ビットを用いて環境との相互作用をシミュレートするデジタル量子アルゴリズムを開発した。
逆イジングモデルの熱状態のシミュレーションによるアルゴリズムの評価を行った。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-03-04T18:21:00Z) - Numerically exact open quantum systems simulations for arbitrary
environments using automated compression of environments [0.0]
任意の環境下でオープン量子系をシミュレーションする数値的精度の手法を提案する。
提案手法は, 環境自由度を最も関連性の高いものに自動的に還元する。
本研究では, ボゾン, フェルミオン, スピン環境の問題に適用することで, この手法のパワーを実証する。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-01-05T17:07:05Z) - Perspective: Numerically "exact" approach to open quantum dynamics: The
hierarchical equations of motion (HEOM) [0.0]
オープン量子系(英: open quantum system)とは、浴槽系にさらに結合された系を指す。
階層的な運動方程式(HEOM)は、還元系の数値的な「正確な」力学を記述することができる。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-06-09T21:00:32Z) - Method of spectral Green functions in driven open quantum dynamics [77.34726150561087]
オープン量子力学のシミュレーションのために,スペクトルグリーン関数に基づく新しい手法を提案する。
この形式主義は、場の量子論におけるグリーン関数の使用と顕著な類似性を示している。
本手法は,完全マスター方程式の解法に基づくシミュレーションと比較して計算コストを劇的に削減する。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-06-04T09:41:08Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト(すべての情報・翻訳含む)の品質を保証せず、本サイト(すべての情報・翻訳含む)を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。