基于多构型Ehrenfest近似的层级运动方程解法

作为一种用于开放量子系统动力学模拟的数值精确方法,层级运动方程(HEOM)仍受困于维度灾难问题。该研究团队提出了一种创新的MCE-HEOM方法,将多构型埃伦菲斯特(MCE)近似引入HEOM的第二量子化形式。该方法从复合希尔伯特-刘维尔空间中的时变变分原理推导出MCE运动方程,每个MCE相干态基可视为具有无限层级深度,因此MCE-HEOM中辅助密度算符的截断层级也可视作无限。通过一系列典型自旋-玻色模型的验证,该工作表明MCE-HEOM能显著减少变分参数数量,并可高效处理强非马尔可夫效应——常规HEOM方法因需要极深截断层级而难以应对此类效应。与原始MCE方法相比,MCE-HEOM减少了有效浴模式数量,规避了有限温度下的初始采样需求,最终实现计算成本的大幅降低。

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