耗散辅助的矩阵乘积因子化
量子物理
2019-09-05 v2
摘要
在生物和合成有机材料中，电荷与能量转移受到电子态与高频欠阻尼振动在退相位噪声下耦合的强烈影响。对这些系统的非微扰模拟需要大量的计算努力，且当前方法只能应用于具有严重粗粒化环境结构的大型系统。在本快报中，我们引入一种耗散辅助的矩阵乘积因子化（DAMPF）方法，该方法基于有限温度下振动电子态的存储高效矩阵乘积算符（MPO）表示。在此方法中，环境振动模式之间的关联可由MPO键维数控制，从而允许在近似与数值精确动力学之间进行系统性插值。关键在于，通过对振动模式施加阻尼，我们表明可显著减少达到所需精度所需的键维数，并以非微扰方式考虑连续的、高度结构化的谱密度。我们证明我们的方法可模拟由10–50个站点与总计100–1000个欠阻尼模式耦合的大型振动电子系统，且适用于广泛的参数区间。我们提供了分析误差界，可用于监控数值结果的精度。该形式体系将促进对空间扩展系统的研究，并可应用于量子生物学、有机光伏与量子热力学。
引用
@article{arxiv.1903.05443,
title = {Dissipation-assisted matrix product factorization},
author = {Alejandro D. Somoza and Oliver Marty and James Lim and Susana F. Huelga and Martin B. Plenio},
journal= {arXiv preprint arXiv:1903.05443},
year = {2019}
}