基于超分辨率技术获取更精确高效的浴谱密度

量子输运及其他现象通常通过将目标系统与处于热平衡的环境（或称“浴”）耦合来建模。构建真实的浴模型至少与构建量子系统本身模型一样具有挑战性，因为它们必须包含在广泛时间尺度上与系统相互作用的众多自由度。由于计算资源的限制，环境通常用简单的函数形式建模，并通过拟合少量实验参数来获得半定量结果。日益增长的计算资源使得从分子动力学（MD）模拟中构建更真实的浴模型成为可能。在本文中，我们开发了一种数值技术，以更高的精度和更低的成本构建这些原子级浴模型。我们应用一种称为超分辨率的新型信号处理技术，结合物理动机驱动的浴模式字典，从 MD 模拟中推导谱密度。我们的方法减少了所需的模拟时间，并提供了比标准傅里叶变换方法更准确的谱密度。此外，该谱密度以方便的闭式表达式提供，从而产生解析的时间依赖浴核。我们使用二阶时间卷积无主方程模拟了 Fenna-Matthews-Olsen 光捕获复合物的激子动力学，结果表明，通过超分辨率构建的谱密度仅需四分之一的 MD 数据量即可重现实测动力学。