Bexcitonics：开放量子动力学的准粒子方法

我们开发了一种准粒子方法，用于捕获基于运动层级方程(HEOM)与任意复杂性的玻色热浴耦合的开放量子系统的动力学。这是通过推广 HEOM 动力学并将其映射为系统与少数我们称之为 bexcitons 的玻色虚构准粒子相互作用的动力学来实现的。Bexcitons 源于将浴关联函数分解为离散特征。具体而言，bexciton 的产生和湮灭耦合了 HEOM 中的辅助密度矩阵。该方法提供了一种系统性策略来构建精确的量子主方程，即使对于非马尔可夫环境，该方程也包含所有阶的系统-浴耦合。具体而言，通过为 bexcitons 引入不同的度量和表示，可以直接生成 HEOM 的不同变体，证明所有这些变体共享一个共同的底层准粒子图像。Bexcitonic 性质虽然是非物理的，但提供了相关系统-浴动力学及其数值收敛的粗粒度视图。例如，我们用它来分析当浴由欠阻尼振子组成时 HEOM 的不稳定性，并表明这会导致高度激发的 bexcitons 的产生。Bexcitonic 图像也可用于开发更高效的传播 HEOM 方法。作为示例，我们利用 bexcitons 的类粒子性质引入 bexcitons 的模式组合，该组合使用多组态时间依赖 Hartree 方法来高效传播 HEOM 动力学。