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。
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