推进反应坐标映射的极限

反应坐标映射是研究进入结构化环境的复杂量子耗散动力学的一种有用技术。本质上,它旨在通过一种“增广系统”来模仿原问题,该系统包含一个适当选择的集体环境坐标——即“反应坐标”。该复合体随后与具有短寿命关联的更简单的“残余库”耦合。此外,如果残余耦合较弱,则可将简单的量子主方程严格应用于增广系统,并且原问题的解只需对反应坐标求迹即可得到。但是,如果残余耗散很强会怎样?在此我们考虑一个精确可解的热输运模型——连接两个不同温度热浴的双节点线性“量子线”。我们允许与其中一个库界面处具有结构化谱密度,并执行反应坐标映射,写出增广系统的微扰主方程。我们发现:(a)惊人地,即使增广系统上的残余耗散非常强,原问题的稳态也能通过弱耦合处理准确再现;(b)在过阻尼 regime 下的大残余耗散中,该一致性和整个动力学过程均成立;(c)并且此类主方程会严重高估沿量子线的稳态热流,即使其非平衡稳态被忠实捕获。这些观察结果在利用反应坐标映射研究量子热力学中很大程度上未被探索的强耦合 regime 时可能至关重要。