論文の概要: Simulating Non-Markovian Dynamics in Multidimensional Electronic Spectroscopy via Quantum Algorithm
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.05548v1
- Date: Mon, 9 Sep 2024 12:13:41 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-09-10 14:50:09.467366
- Title: Simulating Non-Markovian Dynamics in Multidimensional Electronic Spectroscopy via Quantum Algorithm
- Title（参考訳）: 量子アルゴリズムによる多次元電子分光における非マルコフダイナミクスのシミュレーション
- Authors: Federico Gallina, Matteo Bruschi, Roberto Cacciari, Barbara Fresch,
- Abstract要約: 構造化環境下でのマルチクロモフォア系の光応答のシミュレーションのための一般的な手法を提案する。
手順の重要なステップは、量子状態の有限セットが進化するシステム環境問題の擬モード埋め込みである。
この定式化は、線形および非線形応答関数をシミュレートするために設計された量子アルゴリズムに統合された衝突モデルによって解決される。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Including the effect of the molecular environment in the numerical modeling of time-resolved electronic spectroscopy remains an important challenge in computational spectroscopy. In this contribution, we present a general approach for the simulation of the optical response of multi-chromophore systems in a structured environment and its implementation as a quantum algorithm. A key step of the procedure is the pseudomode embedding of the system-environment problem resulting in a finite set of quantum states evolving according to a Markovian quantum master equation. This formulation is then solved by a collision model integrated into a quantum algorithm designed to simulate linear and nonlinear response functions. The workflow is validated by simulating spectra for the prototypical excitonic dimer interacting with fast (memoryless) and finite-memory environments. The results demonstrate, on the one hand, the potential of the pseudomode embedding for simulating the dynamical features of nonlinear spectroscopy, including lineshape, spectral diffusion, and relaxations along delay times. On the other hand, the explicit synthesis of quantum circuits provides a fully quantum simulation protocol of nonlinear spectroscopy harnessing the efficient quantum simulation of many-body dynamics promised by the future generation of fault-tolerant quantum computers.
- Abstract（参考訳）: 時間分解電子分光の数値モデリングにおける分子環境の影響を含むことは、計算分光において重要な課題である。
本稿では, 構造化環境下でのマルチクロモフォア系の光応答のシミュレーションとその量子アルゴリズムとしての実装について述べる。
手続きの重要なステップは、マルコフの量子マスター方程式に従って進化する有限個の量子状態をもたらすシステム環境問題の擬モード埋め込みである。
この定式化は、線形および非線形応答関数をシミュレートするために設計された量子アルゴリズムに統合された衝突モデルによって解決される。
ワークフローは、高速(メモリレス)および有限メモリ環境と相互作用する原型励起ダイマーのスペクトルをシミュレートすることによって検証される。
その結果, 非線形分光の動的特性をシミュレーションするための擬モード埋め込みの可能性が示され, 線形形状, スペクトル拡散, 遅延時間に沿った緩和が示された。
一方、量子回路の明示的な合成は、将来のフォールトトレラント量子コンピュータによって約束される多体ダイナミクスの効率的な量子シミュレーションを利用する非線形分光の完全な量子シミュレーションプロトコルを提供する。
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