无序自旋网络中的量子传输：涌现的时间尺度与竞争路径

无序系统中的量子传输提出了关于无序性、相互作用和去相干性之间相互作用的引人入胜的根本问题，对纳米尺度能量传输和量子信息传输具有重要意义。在本研究中，我们考察了与若干自旋耦合的自旋杂质在耗散动力学下出现的多种传输时间尺度。通过构建具有偶极相互作用和局部去相干的二维紧束缚模型，我们证明几何异质性导致耦合强度的分层结构和动力学时间尺度的显著分离。通过分析不同的动力学指标，我们识别出与簇级均衡和全局均衡相关的 distinct relaxation timescales。一个最小的三-site 模型揭示了最长时间尺度的物理起源：强内部混合产生有效的去调谐 (detuning)，抑制向其他弱耦合站点的传输，从而在弱去相干 regime 中实现参数化的放大缓慢。我们通过非平衡稳态传输计算和无序自旋配置的仿真来支持这一图景，展示在层次化耦合存在时，放松时间可出现数量级的减缓。我们的结果凸显了几何和连接性在自旋网络以及更广泛的开放量子系统中的中心作用，并为小规模自旋浴中的放松时间提供了可实验验证的预测。