Riduzione dei gradi di libertà del controllo degli accoppiamenti guidata dalla corrente di probabilità quantistica per il trasporto dell’eccitazione

Abstract degli autori

Il controllo coerente dipendente dal tempo può migliorare il trasporto dell’eccitazione nelle reti quantistiche aperte, ma controllare in modo indipendente ogni accoppiamento tra siti crea uno spazio di controllo di dimensioni elevate e porta a problemi di ottimizzazione difficili. Introduciamo una strategia di classificazione degli archi basata sulla variazione, indotta dal controllo, della componente del gradiente della corrente di probabilità quantistica integrata nel tempo, ottenuta mediante una decomposizione di Hodge su grafo. Applicata al modello a sette siti di Fenna-Matthews-Olson (FMO), la nostra strategia mostra che l’insieme di sei archi conserva $99.83\%$ del miglioramento ottenuto con il controllo completo, mentre l’insieme di quattro archi ne conserva $97.60\%$, riducendo al contempo del $41.55\%$ la fluenza dell’impulso — qui usata come indicatore dello sforzo di controllo — rispetto al controllo completo. Le scansioni del defasamento e i confronti con insiemi di archi casuali e reti casuali forniscono un supporto numerico alla rilevanza e alla potenziale utilità più ampia della classificazione. Questi risultati mostrano che la selezione degli archi guidata dalla corrente di probabilità quantistica può ridurre sostanzialmente lo spazio di controllo, preservando prestazioni di trasporto elevate con uno sforzo di controllo inferiore.