論文の概要: Discretization of Structured Bosonic Environments at Finite Temperature by Interpolative Decomposition: Theory and Application

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.13793v1
• Date: Wed, 18 Dec 2024 12:38:10 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-12-19 13:23:04.058613
• Title: Discretization of Structured Bosonic Environments at Finite Temperature by Interpolative Decomposition: Theory and Application
• Title（参考訳）: 補間分解による構造ボゾン環境の有限温度における離散化:理論と応用
• Authors: Hideaki Takahashi, Raffaele Borrelli,
• Abstract要約: 本研究では, ボゾン熱浴のスペクトル密度を識別する新しい手法を提案する。 スペクトル密度-自己相関関数関係に符号化された時間、周波数、温度依存性を捉えることにより、オープン量子系力学に必要な自由度を著しく低減する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License:
• Abstract: We present a comprehensive theory for a novel method to discretize the spectral density of a bosonic heat bath, as introduced in [H. Takahashi and R. Borrelli, J. Chem. Phys. \textbf{161}, 151101 (2024)]. The approach leverages a low-rank decomposition of the Fourier-transform relation connecting the bath correlation function to its spectral density. By capturing the time, frequency, and temperature dependencies encoded in the spectral density-autocorrelation function relation, our method significantly reduces the degrees of freedom required for simulating open quantum system dynamics. We benchmark our approach against existing methods and demonstrate its efficacy through applications to both simple models and a realistic electron transfer process in biological systems. Additionally, we show that this new approach can be effectively combined with the tensor-train formalism to investigate the quantum dynamics of systems interacting with complex non-Markovian environments. Finally, we provide a perspective on the selection and application of various spectral density discretization techniques.
• Abstract（参考訳）: 本研究では,[H]に導入したボゾン熱浴のスペクトル密度を識別する新しい手法の総合的理論を提案する。 高橋、R・ボレリ、J・チェム。 Phys bf{161}, 151101 (2024)] この手法は、バス相関関数とそのスペクトル密度を結合するフーリエ変換関係の低ランク分解を利用する。 スペクトル密度-自己相関関数関係に符号化された時間,周波数,温度依存性を捉えることにより,オープン量子系力学のシミュレーションに必要な自由度を著しく低減する。 我々は,既存の手法に対するアプローチをベンチマークし,生物系における単純なモデルと現実的な電子移動プロセスの両方への応用を通じて,その効果を実証する。 さらに, この手法は, 複雑な非マルコフ環境と相互作用する系の量子力学を研究するために, テンソルトレイン形式と効果的に組み合わせることができることを示す。 最後に,様々なスペクトル密度の離散化手法の選択と応用について考察する。

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