論文の概要: Molecular Vibronic Complexity as a Quantum Resource for Optimal Control: Nonadiabatic Mixing Creates Protected Coherence Subspaces in Dissipative Environments

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.15743v1
• Date: Sun, 11 Oct 2026 16:27:40 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-10-19 16:57:29.864974
• Title: Molecular Vibronic Complexity as a Quantum Resource for Optimal Control: Nonadiabatic Mixing Creates Protected Coherence Subspaces in Dissipative Environments
• Title（参考訳）: 最適制御のための量子資源としての分子ビブロニック複雑性:非断熱混合は散逸環境下で保護されたコヒーレンス部分空間を生成する
• Abstract要約: 分子では、電子コヒーレンス(英語版)は数百フェムト秒以内で崩壊する。 浴槽がほとんど見えていないコヒーレンスを分子がホストし、最適な制御がそれらを発見・活用できることが示される。
• 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: In molecules, electronic coherence typically decays within a few hundred femtoseconds, a timescale usually attributed to the environment. We show that it is set to a large extent by which coherences are excited: the molecule can host coherences that the bath barely sees, and optimal control can find and exploit them. Using gradient-based optimal control (GRAPE) with Redfield dynamics, we maximize the total vibronic coherence between the electronic ground and an optically bright electronic excited state in a three-state model with nonadiabatic features, in two regimes of low and high nonadiabatic mixing and for different system-bath coupling strengths. The Liouvillian spectrum reveals, in both regimes, a well-separated coherence mode with substantial ground-bright character that decays on a picosecond timescale. This mode is protected by mixing with the dark state, which brings the geometry of the optically accessible excited state close to that of the ground state and thus weakens its coupling to the bath. Without prior information, GRAPE finds this mode and keeps the photoexcited wave packet near the Franck-Condon region. At equal fluence, it increases the coherence at 800 fs by more than two orders of magnitude over a Gaussian pulse at the weakest coupling, and by many more at stronger coupling. The Liouvillian predicts the bath dependence of the long-lived coherence to within 1\%, and a Gaussian pulse tuned to the mode frequency comes within 10\% of the best pulse found. Beyond two-level and spin systems, our study puts forward the vibronic structure of molecules as a route to protected coherence subspaces, identifying a dark-state protection mechanism and a design criterion based on molecular parameters. These results lay the groundwork for our goal of using vibronic molecular systems as a resource for long-lived, controllable coherences in molecular quantum information science.
• Abstract（参考訳）: 分子では、電子コヒーレンスは通常数百フェムト秒以内に崩壊する。 この分子は、浴槽がほとんど見ることのないコヒーレンスをホストし、最適な制御によってそれらを見つけ、利用することができる。 勾配に基づく最適制御 (GRAPE) とレッドフィールド力学を用いて, 非線形特性を持つ3状態モデルにおいて, 電子場と光学的に励起される電子状態との総振動コヒーレンスを, 低および高比重混合と異なるシステムバス結合強度の2つの条件で最大化する。 リウヴィリアスペクトルは、両方のレシエーションにおいて、ピコ秒の時間スケールで崩壊する実質的な地味な特性を持つよく分離されたコヒーレンスモードを明らかにしている。 このモードは暗黒状態と混合することにより保護され、光学的にアクセス可能な励起状態の幾何学が基底状態に近い状態に近づき、浴への結合が弱まる。 事前情報がないと、GRAPEはこのモードを見つけ、フランク=コンドン付近で光励起波パケットを保持する。 等流では800 fsのコヒーレンスを、最も弱いカップリングにおいてガウスパルスよりも2桁以上、より強いカップリングにおいてさらに多く増加させる。 リウビリアンは長寿命コヒーレンスの入浴依存性を1\%以内と予測し、モード周波数に合わせて調整されたガウスパルスは検出された最高のパルスの10\%以内である。 2レベルおよびスピン系を超えて、我々は分子のビブロニック構造を保護されたコヒーレンス部分空間への経路として推進し、分子パラメータに基づいたダークステート保護機構と設計基準を同定した。 これらの結果は、分子量子情報科学における長寿命かつ制御可能なコヒーレンスのためのリソースとして、ビブロニック分子システムを使用するという私たちの目標の土台となった。

関連論文リスト

• High-Resolution Dynamical Eigenspectroscopy via Variational Trotter Compression on a Superconducting Qubit Processor [13.381675060385037]
  本研究では,時間依存型生存振幅から微細なエネルギー構造を抽出する動的固有分光プロトコルを実験的に導入する。 我々は、異なる結合長のH2分子の量子状態トモグラフィーと異なる相関状態のフェルミ・ハッバードモデルを用いて、時間領域自己相関信号の再構成を行う。 本研究は, 量子化学と強相関格子系の両方をシミュレーションするための, 堅牢かつ一般化可能なフレームワークとして, 実験力学分光法を確立した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2026-09-05T03:06:07Z)
• Deep Strong light-matter Coupling in 3D Kane Fermions [32.505127447635864]
  強い光とマターのカップリングは、量子力学の極端な非摂動状態を表す。 我々はKeフェミオンの超低効用質量を利用して,Fabry-Perot共振器に結合したバルク水銀カドミウムテルリド層中のランダウ偏光子を実現する。 相対論的ケーンフェルミオンの非線形ランダウ準位構造にもかかわらず、反磁性の$A2$項が自然に出現し、超ラジカル相転移を妨げていることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2026-04-30T15:54:18Z)
• Strong-field ionization of atoms with bright squeezed vacuum light [13.358174506361964]
  励起真空により駆動されるキセノン原子の強磁場イオン化を示す。 この効果は, 同一のサブサイクル場揺らぎ内で放出される軌道対の固有コヒーレンスに起因する。 この結果から,強磁場過程におけるコヒーレンス保護のための量子ゆらぎ誘起機構が明らかとなった。
  論文  参考訳（メタデータ） (2026-04-08T05:42:14Z)
• Exploring molecular supersolidity via exact and mean-field theories: single microwave shielding [0.0]
  単一マイクロ波遮蔽下でのボソニック分子のためのGross-Pitaevskiiフレームワークを開発した。 正確な量子モンテカルロシミュレーションと比較した。 楕円型マイクロ波偏光は円筒対称系の方向依存超流動性を誘導することを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-09-22T17:25:39Z)
• Maximizing orientation of a three-state molecule in a cavity with analytically designed pulses [14.863719974166102]
  単一分子の最低3つの回転状態と単一モードキャビティを強く結合させることにより,分子偏光子の精密制御を理論的に検討する。 2つの偏光子構成に基づく2つの制御スキームを提案し、対応するパルス領域定理を導出する。 この研究は、空洞内の超低温三状態分子の最大磁場自由配向を達成するための貴重な基準を提供する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-09-09T14:15:09Z)
• Stability and decay of subradiant patterns in a quantum gas with photon-mediated interactions [34.82692226532414]
  我々は、量子ガス中の励起自己順序のサブラジアントパターンを観察し、システムの典型的な時間スケールをはるかに超える寿命を報告した。 我々の研究は、物質の量子状態を安定化する微視的なメカニズムに光を当て、多体量子系における工学的相関のための光子を媒介する力の可能性を強調している。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-07-12T12:47:07Z)
• Quantum Fluctuation Dynamics of Dispersive Superradiant Pulses in a Hybrid Light-Matter System [0.0]
  理論的には、単一モード光キャビティ内の原子アンサンブルからなる、駆動散逸型量子多体系を考える。 このハイブリッド光物質系では、コヒーレントと散逸過程の相互作用は強い相関関係の蓄積を伴う超ラジカルパルスにつながる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-02-16T04:34:33Z)
• Wigner-molecularization-enabled dynamic nuclear field programming [2.545763876632975]
  GaAs二重QDにおける人工三電子WMと核環境との間のスピン移動の効率的な制御を示す。 We confirmed the multiplet spin structure of a WM, weaving the way to active control of new correlation electron state for application for mesoscopic environment engineering。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-07-24T04:14:16Z)
• Fast high-fidelity single-qubit gates for flip-flop qubits in silicon [68.8204255655161]
  フリップフロップ量子ビットは、シリコン中の反平行ドナー結合電子とドナー核スピンを持つ状態において符号化される。 相互作用する電子スピンと核スピンによって形成されるマルチレベルシステムについて検討する。 低周波雑音下で高速かつロバストな単一ビットゲートを生成する最適制御方式を提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-01-27T18:37:30Z)
• The Shape of the Electric Dipole Function Determines the Sub-Picosecond Dynamics of Anharmonic Vibrational Polaritons [0.0]
  振動偏光子波束のフェムト秒ダイナミクスにおける永久双極子モーメントの本質的役割を初めて述べる。 ナノスケール赤外線アンテナとUV-vis光化学または電子トンネルを用いた非断熱的状態生成法を提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-03-17T15:55:09Z)
• Molecule-photon interactions in phononic environments [0.0879626117219674]
  液体量子光学系は光子、電子自由度、局所的な機械振動、フォノンを相互作用させることができる。 特に、分子内の電子と核運動の間の強い振動相互作用は、光学的放射圧ハミルトニアンに類似している。 ここでは、結晶に埋め込まれた分子の非平衡力学に対するオープン量子系アプローチについて述べる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2019-12-05T15:11:46Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。