論文の概要: Vibrationally Assisted Exciton Transfer in Open Quantum Systems with Long-Range Interactions

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2502.04383v1
• Date: Wed, 05 Feb 2025 19:00:40 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-02-10 14:55:22.200272
• Title: Vibrationally Assisted Exciton Transfer in Open Quantum Systems with Long-Range Interactions
• Title（参考訳）: 長距離相互作用を有するオープン量子系における振動支援エキシトン移動
• Authors: Diego Fallas Padilla, Visal So, Abhishek Menon, Roman Zhuravel, Han Pu, Guido Pagano,
• Abstract要約: 本研究では,長距離相互作用量子ビットを持つフレンケル・エクシトンモデルと減衰集合ボソニックモードを結合して振動アシスト移動過程を解析する。 特定非局在励起状態が移動速度を最大化し, 消散移動中に絡み合いが保たれることがわかった。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: The interplay between coherence and system-environment interactions is at the basis of a wide range of phenomena, from quantum information processing to charge and energy transfer in molecular systems, biomolecules, and photochemical materials. In this work, we use a Frenkel-exciton model with long-range interacting qubits coupled to a damped collective bosonic mode to investigate vibrationally assisted transfer processes in donor-acceptor systems featuring internal substructures analogous to light-harvesting complexes. We find that certain delocalized excitonic states maximize the transfer rate and that the entanglement is preserved during the dissipative transfer over a wide range of parameters. We investigate the transfer reduction by static disorder and by finite temperature and study how transfer efficiency scales as a function of the number of dimerized monomers and the component number of each monomer, finding which excitonic states lead to optimal transfer. Finally, we provide a realistic experimental setting to realize this model in analog trapped-ion quantum simulators. Analog quantum simulation of systems comprising many and increasingly complex monomers could offer valuable insights into the design of light-harvesting materials, particularly in the non-perturbative intermediate parameter regime examined in this study, where classical simulation methods are resource-intensive.
• Abstract（参考訳）: コヒーレンスとシステム環境相互作用の相互作用は、量子情報処理から電荷、分子系、生体分子、光化学材料へのエネルギー移動まで幅広い現象の基盤となっている。 本研究では,光ハーヴェスティング錯体に類似した内部構造を有するドナー・アクセプター系における振動補助伝達過程を,振動共振モードに結合した長距離相互作用量子ビットを持つフレンケル・エクセトンモデルを用いて検討する。 特定非局在励起状態が転送速度を最大化し, 幅広いパラメータの散逸移動中に絡み合いが保たれることがわかった。 本研究では, 静的障害と有限温度による移動率の減少について検討し, 遷移効率が二量化モノマー数と各モノマー成分数の関数としてどのようにスケールするかを検討した。 最後に、アナログトラップイオン量子シミュレータにおいて、このモデルを実現するための現実的な実験環境を提供する。 多くの複雑なモノマーからなるシステムのアナログ量子シミュレーションは、光ハーヴェスティング材料の設計に関する貴重な洞察を与えることができる。

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