利用时间非局域动力学方法研究两类量子耗散系统的退相干

摘要

时间非局域(TNL)动力学方法是一种可以快速而相对准确的计算量子耗散系统动力学演化的方法，它是一种非马尔科夫方法，考虑了记忆影响，初态和末态的相关分析，而且比路径积分和级联运动耦合方程方法更有效率。对它的进一步研究对我们在计算复杂系统动力学演化方面有重要意义。本论文重点研究在 TNL方法中可进行参量化的谱密度的扩展以及在计算复杂系统的动力学演化方面的优势，扩展其应用范围。最后研究了 TNL方法在计算量子系统退相干时运用不同的参量化谱密度函数结果是否不同进行了计算分析。
　　第一章，将 TNL方法所使用的可参量化的谱密度仅有 Ohmic谱密度扩展到 sub-Ohmic谱密度、super-Ohmic谱密度以及Debye谱密度和Adolphs and Renger(AR)谱密度。我们可以发现谱密度参量化后的结果与原谱密度在足够大的频率范围内吻合。
　　第二章，详细介绍 TNL方法的基本知识，主要是它的推导过程。介绍相比于其他计算动力学的方法TNL所拥有的优势和它的不足之处。
　　第三章，运用TNL方法计算Josephson电荷比特(Josephson charge qubit，简称JCQ)的退相干，分析运用不同的参量化后的谱密度对JCQ的退相干有什么影响。
　　第四章，将我们所计算得到的新的参量化谱密度运用到 TNL方法中计算复杂系统比如Fenna-MatthewsOlson(FMO)、Phycoerythrin545(PE545)的动力学演化过程，我们发现在不同的谱密度参量化下，动力学演化过程与 Matsubara频率数目紧密相连。在差距不大的情况下，两种系统的动力学演化过程基本一致。
　　第五章，对本论文工作的总结并对未来研究的展望。

目录

声明

引言

1谱密度的参量化

1.1在TNL方法中的参量化的谱密度

1.2模拟退火算法的优缺点

1.3计算谱密度参量化方法的改进

1.4可进行参量化的谱密度的扩展

1.4.1 sub-Ohmic，Ohmic，super-Ohmic谱密度的参量化

1.4.2 Debye，AR谱密度的参量化

1.5小结

2 TNL主方程方法

2.1开放量子系统的哈密顿量

2.2谱密度的参量化分析

2.3建立方程组

2.3.1约化密度矩阵

2.3.2 K(t,t')和J(t)和研究

2.3.3辅助方程的建立

2.3.4方程组的建立

2.4小结

3 Josephson电荷qubit的退相干

3.1 JCQ的退相干的计算

3.1.1 JCQ的哈密顿量

3.2 JCQ的相干动力学演化

3.3本章小结

4两类光合作用系统能量传输过程中的动力学演化

4.1 FMO的动力学演化

4.2 PE545的动力学演化

4.3本章小结

5总结与展望

参考文献

在学研究成果

致谢