自旋-玻色模型渐近TCL4生成器的理论推导与基准测试

自旋-玻色模型是研究开放量子二能级系统特性的重要理论框架。要精确描述其动力学行为,往往需要突破系统-环境弱耦合近似条件。然而当系统与环境存在较强耦合时,高阶动力学生成元的计算在数值和解析层面都存在显著挑战。该研究团队针对环境谱密度为频率奇函数的情形,首次推导出适用于通用自旋-玻色模型的完整四阶时间无卷积(TCL)生成元解析表达式,其精度可达系统-环境耦合参数的四阶量级。以半导体双量子点系统为例,研究表明在某些参数区间内,该模型对动力学行为的修正可能产生重要物理影响。值得注意的是,广泛采用的二阶TCL主方程在大参数区间内会高估动力学过程的非马尔可夫性。在适用范围内,该方法较数值精确技术具有显著计算优势。通过将四阶TCL生成元与欧姆谱密度(含Drude截断)的专有解析解、以及严格数值精确的层级运动方程技术进行对比,研究证实了该方法的准确性。

量科快讯