状态的局部密度(LDOS)正在成为探索古典波拓扑阶段的强大手段。但是,当前的LDOS检测方法仍然很少,仅适用于静态情况。在这里,我们引入了一种通用的动力学方法,以基于手性密度和局部光谱密度的动力学之间的优雅连接来检测静态和Floquet LDOS。此外,我们发现Floquet LDOS允许测量Floquet胶质光谱并识别拓扑π模式。为例,我们证明,无论拓扑角模式是否在能隙,频带或连续的能量光谱中,都可以通过LDOS检测来普遍识别静态和浮动高阶拓扑阶段。我们的研究开设了一种新的途径,利用动力学来检测拓扑光谱密度,并提供了一种通用的方法来识别静态和Floquet拓扑阶段。
在研究各种量子系统时,对各种汉密尔顿量和谱密度的开放量子动力学进行模拟是普遍存在的。在量子计算机上,模拟一个 N 维量子系统只需要 log 2 N 个量子比特,因此与传统方法相比,在量子计算机中进行模拟可以大大降低计算复杂度。最近,提出了一种用于研究光合作用光收集的量子模拟方法 [npj Quantum Inf. 4, 52 (2018)]。在本文中,我们应用该方法模拟各种光合作用系统的开放量子动力学。我们表明,对于 Drude-Lorentz 谱密度,供体和受体团簇内分别具有强耦合的二聚化几何结构表现出显著提高的效率。我们还证明,当供体和受体团簇之间的能隙与谱密度的最优值匹配时,总能量传递可以得到优化。我们还研究了不同类型的浴(例如欧姆、亚欧姆和超欧姆谱密度)的影响。目前的研究表明,所提出的方法对于模拟光合作用系统的精确量子动力学具有普遍性。
由于Feynman [1]和Lloyd [2]的第一个开创性作品,量子计算被认为是探索与经典计算工具相关的强大相关多体系统的量子动力学的可能途径。哈密顿模拟算法的最新进展[3-6]允许对像计算不平衡外的dynamics [7]一样多样化的计算成本,独特的散射跨点[8,9]和基态能量估计[10]。大多数提出的算法仍然需要许多门太大,无法在NISQ设备上进行应用[11],并且需要更多的工作才能降低这些成本(例如,请参阅Eg。[9]最近分析了中微子核散射的要求)。在Somma [12]的最新工作中,我们在这项工作中提出了一种新的量子算法,具有几乎最佳的计算成本(就甲骨文调用而言),以研究光谱密度估计问题。尤其是给定栖息地操作员ˆ O,这项工作的目的是获得有效的算法,以近似频谱密度操作员ˆρ(ω)=δ(ω -− ˆ o),并使用DIRAC DIRAC DELTA函数。使用操作员的特征态ˆ o我们具有以下频谱表示