論文の概要: Simulating Photosynthetic Energy Transport on a Photonic Network
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2311.02020v1
- Date: Fri, 3 Nov 2023 16:30:12 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-11-06 13:33:21.742443
- Title: Simulating Photosynthetic Energy Transport on a Photonic Network
- Title（参考訳）: フォトニックネットワークにおける光合成エネルギー輸送のシミュレーション
- Authors: Hao Tang, Xiao-Wen Shang, Zi-Yu Shi, Tian-Shen He, Zhen Feng, Tian-Yu
Wang, Ruoxi Shi, Hui-Ming Wang, Xi Tan, Xiao-Yun Xu, Yao Wang, Jun Gao, M. S.
Kim, Xian-Min Jin
- Abstract要約: 自然界における光合成エネルギー輸送における量子効果は、量子生物学において広く研究されている。
フォトニックモデルでは, 再編成エネルギー, 振動アシスト, エキシトン移動, エネルギー局在などの問題をよく解釈する。
さらに, ある劣化強度における最適輸送効率の存在を実験的に実証した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 21.611606790572353
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: Quantum effects in photosynthetic energy transport in nature, especially for
the typical Fenna-Matthews-Olson (FMO) complexes, are extensively studied in
quantum biology. Such energy transport processes can be investigated as open
quantum systems that blend the quantum coherence and environmental noises, and
have been experimentally simulated on a few quantum devices. However, the
existing experiments always lack a solid quantum simulation for the FMO energy
transport due to their constraints to map a variety of issues in actual FMO
complexes that have rich biological meanings. Here we successfully map the full
coupling profile of the seven-site FMO structure by comprehensive
characterization and precise control of the evanescent coupling of the
three-dimensional waveguide array. By applying a stochastic dynamical
modulation on each waveguide, we introduce the base site energy and the
dephasing term in colored noises to faithfully simulate the power spectral
density of the FMO complexes. We show our photonic model well interprets the
issues including the reorganization energy, vibrational assistance, exciton
transfer and energy localization. We further experimentally demonstrate the
existence of an optimal transport efficiency at certain dephasing strength,
providing a window to closely investigate environment-assisted quantum
transport.
- Abstract（参考訳）: 自然界における光合成エネルギー輸送における量子効果、特にFMO(Fenna-Matthews-Olson)錯体は量子生物学において広く研究されている。
このようなエネルギー輸送過程は、量子コヒーレンスと環境ノイズを混合するオープン量子系として研究され、いくつかの量子デバイスで実験的にシミュレートされた。
しかし、既存の実験では、生物学的意味の豊富な実FMO錯体の様々な問題をマッピングする制約のため、FMOエネルギー輸送のための固体量子シミュレーションが常に欠如している。
ここでは, 三次元導波路アレイのエバネッセントカップリングの包括的特性と精密制御により, 7サイトFMO構造のフルカップリングプロファイルのマッピングに成功した。
各導波路に確率的動的変調を適用することで、色雑音におけるベースサイトエネルギーと強調項を導入し、fmo錯体のパワースペクトル密度を忠実にシミュレートする。
フォトニックモデルは, 再編成エネルギー, 振動支援, 励起子移動, エネルギー局在などの問題をよく解釈している。
さらに,一定の強度で最適輸送効率が存在することを実験的に実証し,環境支援量子輸送を詳細に検討するための窓を提供する。
関連論文リスト
- 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) - From Goldilocks to Twin Peaks: multiple optimal regimes for quantum
transport in disordered networks [68.8204255655161]
オープン量子システム理論は、環境ノイズ支援量子輸送の存在を予測するためにうまく応用されている。
本稿では、物理的にモデル化された輸送ネットワークの一貫したサブセットが、その定常輸送効率において少なくとも2つのENAQTピークを持つことを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-10-21T10:57:16Z) - Non-Markovianity between site-pairs in FMO complex using discrete-time
quantum jump model [3.0715281567279153]
内部構造と環境効果がより高速な輸送に有利である場合, 特定の部位対における非マルコフ記憶効果の上昇が示される。
我々の研究は、輸送効率の向上を伴う量子ジャンプにおける非マルコビアン性の間の関係に傾いている。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-09-02T12:49:09Z) - Ultra-long photonic quantum walks via spin-orbit metasurfaces [52.77024349608834]
数百光モードの超長光子量子ウォークについて報告する。
このセットアップでは、最先端の実験をはるかに超えて、最大320の離散的なステップで量子ウォークを設計しました。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-03-28T19:37:08Z) - Bloch-Landau-Zener dynamics induced by a synthetic field in a photonic
quantum walk [52.77024349608834]
我々は合成ゲージ場の存在下でフォトニック量子ウォークを実現する。
本稿では,ブロッホ振動とランダウ・ツェナー遷移の相互作用を特徴とする興味深いシステムダイナミクスについて検討する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-11-11T16:35:41Z) - Insights into photosynthetic energy transfer gained from free-energy
structure: Coherent transport, incoherent hopping, and vibrational assistance
revisited [0.0]
電子エネルギーに関する環境変動の基本的な側面を再考する。
本研究では, ファンネル型自由エネルギー景観における緩和の直感的なイメージを用いて, エネルギーフローを理解するための簡単な方法を提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-11-01T12:51:13Z) - QuTiP-BoFiN: A bosonic and fermionic numerical
hierarchical-equations-of-motion library with applications in
light-harvesting, quantum control, and single-molecule electronics [51.15339237964982]
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。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-10-21T07:54:56Z) - Stochastic collision model approach to transport phenomena in quantum
networks [0.0]
騒音支援輸送現象は、最大効率を達成するための環境効果と量子コヒーレンスの間の相互作用を浮き彫りにする。
我々は、量子微視的効果的な記述と古典的な微視的記述を組み合わせた新しいアプローチを導入する。
提案手法は,進化過程の結果として,最適な雑音の性質やネットワーク構造の出現といった重要なオープンな問題に対して,有意義に質問を定式化し,回答を与える方法を示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-10-12T11:43:43Z) - Simulation of non-radiative energy transfer in photosynthetic systems
using a quantum computer [0.0]
本稿では,光合成プロセスの初期段階で発生するエネルギーの励起輸送のシミュレーションのための量子アルゴリズムを提案する。
このアルゴリズムは、量子輸送に影響を与える量子効果と環境効果(純脱落)を考慮に入れている。
5量子ビットの実際の量子コンピュータにおいて、そのような現象の量子シミュレーションを行い、概念実証を行った。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-09-02T18:27:07Z) - The role of the multiple excitation manifold in a driven quantum
simulator of an antenna complex [0.0]
生体分子光ハーベスティングアンテナは、個々の光、物質、振動量子のコヒーレント相互作用が非摂動的に強い状態においてナノスケールデバイスとして機能する。
非摂動力学は計算的にシミュレートするのが困難である。
生体材料に関する実験は、非摂動パラメータ空間の非常に限られた領域を探索する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-07-27T14:38:59Z) - Exploring 2D synthetic quantum Hall physics with a quasi-periodically
driven qubit [58.720142291102135]
準周期的に駆動される量子系は、量子化された位相的性質を示すと予測される。
合成量子ホール効果を2トーン駆動で実験的に研究した。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-04-07T15:00:41Z)
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。