論文の概要: Scalable framework for quantum transport across large physical networks

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.13704v1
• Date: Wed, 15 Apr 2026 10:33:37 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-04-16 20:38:32.48834
• Title: Scalable framework for quantum transport across large physical networks
• Title（参考訳）: 大規模物理ネットワークにおける量子輸送のためのスケーラブルなフレームワーク
• Authors: Adam Burgess, Nicholas Werren, Erik M. Gauger,
• Abstract要約: 本稿では,量子エネルギー輸送システムへの変分ポラロンフレームワークのスケーリングを可能にする効率的なパーティショニング方式を提案する。 我々の研究は、大きな輸送ネットワークの物理的動機付けによる探索を解き放ち、例えば、光ハーヴェスティング錯体内に存在するものや、不規則半導体中のエキシトン輸送である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Accurately modelling many-body quantum transport systems poses a challenge both conceptually and computationally due to the growth of the Hilbert space and the multi-scale nature of the geometries and couplings present in most naturally occurring networks. A compounding complexity of such systems is that the environment typically plays a key role in the transport dynamics. Utilising variational unitary transformations that displace environmental degrees of freedom allows for the deployment of a second-order master equation capable of capturing the dynamics of intermediate and strongly coupled systems, which are ubiquitous in microscopic energy transport systems. However, direct implementations of this approach suffer from fundamental scalability issues due to the complexity of the self-consistent equations required to solve for the variational parameters. Here, we present an efficient partitioning scheme that leverages the inherent multi-scale nature of natural energy transport networks. This enables scaling of the variational polaron framework to quantum energy transport systems, constituting hundreds to thousands of sites. Our work unlocks the physically motivated exploration of large transport networks, for example, those present within light-harvesting complexes and exciton transport in disordered semiconductors.
• Abstract（参考訳）: 多体量子輸送系を正確にモデル化することは、ヒルベルト空間の成長と、最も自然に生じるネットワークに存在するジオメトリとカップリングのマルチスケールの性質により、概念的にも計算的にも困難である。 このようなシステムの複雑な複雑さは、典型的には輸送力学において環境が重要な役割を果たすことである。 環境自由度を逸脱する変動的なユニタリ変換を利用することで、顕微鏡エネルギー輸送システムにおいてユビキタスな中間結合系と強結合系の力学を捉えることができる2階マスター方程式の展開が可能になる。 しかし、このアプローチの直接的な実装は、変動パラメータの解決に必要な自己整合方程式の複雑さのために、基本的なスケーラビリティの問題に悩まされる。 本稿では,自然エネルギー輸送ネットワークの本質的なマルチスケールの性質を生かした効率的な分割方式を提案する。 これにより、変分ポラロンの枠組みを量子エネルギー輸送システムに拡張し、数百から数千のサイトを構成することができる。 我々の研究は、大きな輸送ネットワークの物理的動機付けによる探索を解き放ち、例えば、光ハーヴェスティング錯体内に存在するものや、不規則半導体中のエキシトン輸送である。

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