复杂量子系统中的激子扩散长度：无序与环境涨落对对称增强超转移的影响

由 $n$ 个发色团组成的聚集体之间的对称耦合将激子转移速率提高了 $n^2$ 倍，这是一种称为“超转移”的量子力学现象。在这项工作中，我们展示了由几何对称性诱导的超转移效应如何沿圆柱对称结构（由发色团环阵列组成）和螺旋阵列将激子扩散长度增强 $n$ 倍。我们分析了封闭系统动力学和开放量子动力学，后者通过将随机玻色子浴与静态无序相结合来建模。在封闭系统情况下，我们在短时近似内利用系统的对称性，得到了扩散长度的闭合解析表达式，该表达式明确揭示了超转移的贡献。当受到无序影响时，我们表明超转移可以在小无序情况下增强激子扩散长度，并表征了从相干运动到非相干运动的过渡。由于模型的准一维性质，无序最终会局域化激子，减弱但不会破坏超转移效应。当包含退相效应时，我们研究了扩散随时间和发色团数量的标度关系，并观察到从相干弹道区域到非相干随机行走区域的转变与从超转移到经典标度的转变发生在同一点。