論文の概要: Systematic coarse-graining of environments for the non-perturbative simulation of open quantum systems

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2303.08982v1
• Date: Wed, 15 Mar 2023 23:09:10 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-17 17:30:28.534076
• Title: Systematic coarse-graining of environments for the non-perturbative simulation of open quantum systems
• Title（参考訳）: オープン量子システムの非摂動シミュレーションのための環境の系統的粗粒化
• Authors: Nicola Lorenzoni, Namgee Cho, James Lim, Dario Tamascelli, Susana F. Huelga, Martin B. Plenio
• Abstract要約: 吸収スペクトルを正確に再現する有効なフォノンスペクトル密度を構築するために,光コヒーレンスの有限寿命を利用する手法を開発した。 提案手法は、非摂動法に関連する計算コストを削減し、完全な環境変動下での光応答のシミュレーションを可能にする。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.2233362977312945
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The numerical description of the electron-vibrational dynamics of bio-molecular systems presents significant challenges due to the numerous required vibrational modes, necessitating the use of approximations. In this study, we demonstrate that conventional criteria for coarse-grained environments, such as conserving total electronic-vibrational coupling strength and testing accuracy based on monomer absorption spectra, do not accurately describe optical responses in multi-chromophoric systems. To address this issue, we develop a method that leverages the finite lifetime of optical coherences to construct effective phonon spectral densities that precisely reproduce absorption spectra. Our approach reduces computational costs associated with non-perturbative methods and enables simulation of optical responses under full environmental fluctuations. To demonstrate the efficacy of our method, we apply it to simulate the absorption spectrum of the entire Fenna-Matthews-Olson complex, a model multi-chromophoric system, using an experimentally determined environmental spectral density.
• Abstract（参考訳）: 生体分子系の電子振動力学の数値的な記述は、多くの必要な振動モードのために重要な課題を示し、近似の使用を必要とする。 本研究では,モノマー吸収スペクトルに基づく全電子振動結合強度の保存や試験精度などの粗粒環境の基準が,マルチクロモフォリック系における光学応答を正確に記述していないことを示す。 この問題に対処するため,光コヒーレンスの有限寿命を利用して,吸収スペクトルを正確に再現する有効なフォノンスペクトル密度を構築する手法を開発した。 本手法は,非摂動法に関連する計算コストを低減し,完全な環境変動下での光応答のシミュレーションを可能にする。 本手法の有効性を実証するために, 実験により決定した環境スペクトル密度を用いて, モデルマルチクロモフォリックシステムfenna-matthews-olson複合体全体の吸収スペクトルをシミュレートする。

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