論文の概要: Operational bounds and diagnostics for coherence in energy transfer

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.09748v1
• Date: Tue, 10 Mar 2026 14:54:07 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-11 15:25:24.406912
• Title: Operational bounds and diagnostics for coherence in energy transfer
• Title（参考訳）: エネルギー移動におけるコヒーレンスのための操作境界と診断
• Authors: Julia Liebert, Gregory D. Scholes,
• Abstract要約: 提案手法は,初期サイト基底コヒーレンスが選択した読み出しにおいて誘導できる最大変化を定量化する資源理論手法である。 ドナー・アクセプター・ダイマーでは,カップリングおよび浴室時間帯のコヒーレンス感度を解析する。 終端トラップを施した多地点チェーンでは,人口配置と初期状態のサイト・バス・コヒーレンスを区別する厳密な基準を導出する。
• 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: Excitation energy transfer in light-harvesting aggregates is highly efficient, yet whether quantum coherence plays an operational role in transport remains debated. A central challenge is that coherence is usually inferred from spectroscopic signatures, whereas transport performance is assessed through specific observables and depends on both the open system dynamics and the initial state preparation. Here we develop a resource theoretic approach that quantifies the maximum change that initial site-basis coherence can induce in a chosen readout under fixed reduced dynamics. The central quantity is the resource impact functional, which yields state independent, readout specific bounds on coherence-induced changes in signals and transport figures of merit. We apply the framework to two models. For a donor-acceptor dimer, we analyse coherence sensitivity across coupling and bath-timescale regimes and bound trapping efficiency and average transfer time in terms of the impact functional. For a multi-site chain with terminal trapping, we derive rigorous criteria that distinguish population placement from sensitivity to initial state site-basis coherence. These include upper bounds on the largest advantage over incoherent preparations, necessary delocalization requirements for achieving a prescribed improvement, and a simple pairwise sufficient condition that can be checked from local information. For quasi-local reduced dynamics, we further obtain a Lieb-Robinson-type bound that constrains when coherence prepared in a distant region can influence a localized readout at finite times. Together, these results provide operational diagnostics and rigorous bounds for benchmarking coherence effects and for identifying regimes in which they are necessarily negligible or potentially relevant in excitonic transport models.
• Abstract（参考訳）: 光を吸収する集合体における励起エネルギーの伝達は非常に効率的であるが、量子コヒーレンスが輸送において作用するかどうかはまだ議論されている。 中心的な課題は、コヒーレンスは通常、分光的なシグネチャから推測されるのに対し、輸送性能は特定の可観測物を通して評価され、開系力学と初期状態準備の両方に依存することである。 ここでは,固定化力学の下で選択された読み出しにおいて初期サイト基底コヒーレンスが誘導できる最大変化を定量化する資源理論の手法を開発する。 中心となる量はリソースインパクト関数であり、コヒーレンスによって引き起こされる信号や輸送量の変化に対して、状態に依存しない、読み取り可能な特定の境界を与える。 フレームワークを2つのモデルに適用する。 ドナー・アクセプター・ダイマーでは,カップリング・バス・タイムスケール間におけるコヒーレンス感度および結合トラップ効率および平均移動時間について,影響関数の観点から解析する。 終端トラップを施した多地点チェーンでは,人口配置と初期状態のサイト・バス・コヒーレンスを区別する厳密な基準を導出する。 これには、一貫性のない準備に対する最大の優位性に関する上限、所定の改善を達成するために必要な非局在化要件、およびローカル情報からチェックできる単純なペアワイズな条件が含まれる。 準局所還元力学に対しては、遠方の領域で用意されたコヒーレンスが有限時間で局所的な読み出しに影響を及ぼすようなリーブ・ロビンソン型境界を得る。 これらの結果は、コヒーレンス効果をベンチマークするための運用上の診断と厳密な境界を提供し、エキゾニック輸送モデルにおいて必ずしも無視可能であるか、あるいは潜在的に関係のある状態を特定するためのものである。

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