論文の概要: Amplification of quantum transfer and quantum ratchet
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2401.00508v1
- Date: Sun, 31 Dec 2023 14:04:43 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-01-03 17:09:22.843001
- Title: Amplification of quantum transfer and quantum ratchet
- Title（参考訳）: 量子伝達の増幅と量子ラチェット
- Authors: Sergei Kozyrev, Alexander Pechen
- Abstract要約: 量子伝達の増幅モデルについて検討し、量子ラチェットモデル(quantum ratchet model)と呼ぶ方向付けを行う。
ラチェット効果は、散逸とシンクを伴う量子制御モデルにおいて達成され、そこでは、ハミルトニアンはエネルギー準位間の遷移と同期されたエネルギー差の振動に依存する。
発振ビブロンの振幅と周波数は、その効率を決定する量子ラチェットのパラメータである。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 56.47577824219207
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Amplification of quantum transfer and ratchet--type processes are important
for quantum technologies. We also expect that quantum ratchet works in quantum
photosynthesis, where possible role of quantum effects is now widely discussed
but the underlying dynamical processes are still not clearly known. In this
work, we study a model of amplification of quantum transfer and making it
directed which we call the quantum ratchet model. The model is based on a
special quantum control master equation with dynamics induced by a
feedback-type process. The ratchet effect is achieved in the quantum control
model with dissipation and sink, where the Hamiltonian depends on vibrations in
the energy difference synchronized with transitions between energy levels. A
similarity between this model and the model of coherent transport in quantum
photosynthesis, where the time dependence of the Hamiltonian arises due to
vibrons, is studied. Amplitude and frequency of the oscillating vibron together
with the dephasing rate are the parameters of the quantum ratchet which
determine its efficiency. We study with which parameters the quantum ratchet
minimizes the exction recombination time and show that the experimentally known
values of the parameters of the photosynthetic reaction center correspond to
values of the parameters of the quantum ratchet which realize a local minimum
of the exciton recombination time. We also find another values of the
parameters of the quantum ratchet minimizing the exciton recombination time,
which corresponds to a twice smaller frequency of the vibron compared to that
observed in experiments.
- Abstract（参考訳）: 量子移動とラチェット型プロセスの増幅は量子技術にとって重要である。
また、量子ラチェットは量子光合成において働き、量子効果の役割が広く議論されているが、基礎となる力学過程はまだ明らかになっていない。
本研究では,量子移動の増幅モデルについて検討し,これを量子ラチェットモデル(quantum ratchet model)と呼ぶ。
このモデルは、フィードバック型プロセスによって動的に誘導される特別な量子制御マスター方程式に基づいている。
ラチェット効果は散逸と沈み込みを伴う量子制御モデルにおいて達成され、ハミルトニアンはエネルギー準位間の遷移に同期したエネルギー差の振動に依存する。
このモデルと量子光合成におけるコヒーレント輸送のモデルとの類似性について研究し、そこではハミルトニアンの時間依存性がビブロンによって生じる。
振動するバイブロンの振幅と周波数は、その効率を決定する量子ラチェットのパラメータである。
量子ラチェットが励起再結合時間を最小化するパラメータについて検討し、光合成反応中心のパラメータの実験的に知られている値は、励起子再結合時間の局所最小化を実現する量子ラチェットのパラメータの値に対応することを示した。
また、エキシトン再結合時間を最小化する量子ラチェットのパラメータの別の値は、実験で観測された値に比べてビブロンの2倍小さい周波数に対応する。
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