多次元分光スペクトルを用いた量子コヒーレンスの検出・制御の理論的研究

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22350006
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 物理化学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 谷村 吉隆 京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (20270465)
• 研究期間 (年度): 2010-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 散逸系の量子階層方程式 / 多次元分光 / 励起子 / 量子情報 / 共鳴トンネルダイオード / 量子ラチェット

研究概要

散逸場内にある系の量子コヒーレンスを散逸系の階層型方程式を用いて理論的に研究した。方程式を数値的に解くことにより低温で非マルコフ・非摂動的な熱浴の影響下にある量子ラチェット系や共鳴トンネルダイオード系を厳密に調べた。さらに強・弱の２モードの緩和がある場合を扱えるように階層方程式を拡張し、電子移動反応に適用し、多次元スペクトルを計算し解析を行った。方程式をさらに量子情報の問題にも適用し、非マルコフ性についても調べ、非線形応答関数が解析の鍵になることを示した。

研究成果

• [雑誌論文] Self-excited current oscillations in a resonant tunneling diode described by a model based on the Caldeira-Leggett Hamiltonian (2014)
  • 著者名/発表者名: A. Sakurai and Y. Tanimura
  • 雑誌名: New J. of Phys 巻: 16 ページ: 015002[24]
• [雑誌論文] An approach to quantum transport based on reduced hierarchy equations ofmotion : Application to a resonant tunneling diode (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Sakurai and Y. Tanimura
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn 巻: 82 ページ: 033707[4]
• [雑誌論文] Quantum Suppression of Ratchet Rectification in a Brownian SystemDriven by a Biharmonic Force (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Kato and Y. Tanimura
  • 雑誌名: J. Phys. Chem 巻: B117 ページ: 13132-13144
• [雑誌論文] Simulation of femtosecond "double slit" experiments for a chromophore in a dissipative environment (2013)
  • 著者名/発表者名: M. F. Gelin, Y. Tanimura, and W. Domcke
  • 雑誌名: J. Chem. Phys 巻: 139 ページ: 214302
• [雑誌論文] Infrared spectral signatures of surface-fluorinated graphene - Amolecular dynamics study (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Ueta, Y. Tanimura, O. V. Prezhdo
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. Lett 巻: 3 ページ: 246-250
• [雑誌論文] Infrared Spectral Signatures ofMultilayered Surface-Fluorinated Graphene : Amolecular Dynamics Study (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Ueta, Y. Tanimura, and O. V. Prezhdo
  • 雑誌名: J. Phys. Chem 巻: C116 ページ: 8343-8347
• [雑誌論文] Non-Markovianity : initial correlations and nonlinear optical measurements (2012)
  • 著者名/発表者名: A. G. Dijkstra and Y. Tanimura
  • 雑誌名: Phil. Trans. R. Soc 巻: A370 ページ: 3658-3671
• [雑誌論文] Systembath correlations and the nonlinear response of qubits (2012)
  • 著者名/発表者名: A. G. Dijkstra and Y. Tanimura
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn 巻: 81 ページ: 063301[4]
• [雑誌論文] Molecular dynamics simulation for infrared spectroscopy with intra-molecular forces fromelectronic properties of on-the-fly quantum chemical calculations (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Ueno, Y. Tanimura, and S. Ten-no
  • 雑誌名: Int. J. Q. Chem 巻: 113 ページ: 330-335
• [雑誌論文] Role of the Environment Time Scale on Light-Harvesting Efficiency and Coherent Oscillations (2012)
  • 著者名/発表者名: A. G. Dijkstra and Y. Tanimura
  • 雑誌名: New J. Phys 巻: 14 ページ: 073027[11]
• [雑誌論文] Note : Inverted Time-Ordering in 2D-Raman-THz Spectroscopy ofWater (2012)
  • 著者名/発表者名: P. Hamm, J. Savolainen, J. Ono and Y. Tanimura
  • 雑誌名: J. Chem. Phys 巻: 136 ページ: 236101[2]
• [雑誌論文] Dephasing by a continuous-time random walk process (2012)
  • 著者名/発表者名: D. Packwood and Y. Tanimura
  • 雑誌名: Phys. Rev. E 巻: 86 ページ: 011130[9]
• [雑誌論文] Reduced hierarchy equations of motion approach with Drude plus Brownian spectral distribution : Probing electron transfer processes bymeans of two-dimensional correlation spectroscopy (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Tanimura
  • 雑誌名: J. Chem, Phys 巻: 137 ページ: 22A550[9]
• [雑誌論文] Does hbar play a role in multidimensional spectroscopy? Reduced hierarchy equations ofmotion approach to molecular vibrations (2011)
  • 著者名/発表者名: A. Sakurai and Y. Tanimura
  • 雑誌名: J. Phys. Chem 巻: A115 ページ: 4009-4022
• [雑誌論文] Apolarizable water model for intramolecular and intermolecular vibrational spectroscopies (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Hasegawa and Y. Tanimura
  • 雑誌名: J. Phys. Chem 巻: B115 ページ: 5545-5553
• [雑誌論文] Non-Gaussian stochastic dynamics of spins and oscillators (2011)
  • 著者名/発表者名: D. Packwood and Y. Tanimura
  • 雑誌名: Phys. Rev 巻: E84 ページ: 061111[9]
• [雑誌論文] Distinct infrared spectral signatures of the 1, 2- and 1, 4-fluorinated single-walled carbon nanotubes : Amolecular dynamics study (2010)
  • 著者名/発表者名: A. Ueta, Y. Tanimura, O. V. Prezhdo
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. Lett 巻: 1 ページ: 1307-1311
• [雑誌論文] Correlated fluctuations in the exciton dynamics and spectroscopy of DNA (2010)
  • 著者名/発表者名: A. G. Dijkstra, Y. Tanimura
  • 雑誌名: New J. of Phys 巻: 12 ページ: 055005[19]
• [雑誌論文] Multistate Electron Transfer Dynamics in the Condensed Phase : Exact Calculations from the Reduced Hierarchy Equations ofMotion Approach (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Tanaka, Y. Tanimura
  • 雑誌名: J. Chem. Phys 巻: 132 ページ: 214502[11]
• [雑誌論文] Non-Markovian entanglement dynamics in the presence of system-bath coherence (2010)
  • 著者名/発表者名: A. G. Dijkstra, Y. Tanimura
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett 巻: 104 ページ: 250401[4]
• [学会発表] Quantum Entanglement Detected by Multi-dimensional Spectroscopy (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Tanimura
  • 学会等名: Fourth Asian Spectroscopy Conference
  • 発表場所: 南洋理工大学(シンガポール)
  • 年月日: 2013-12-17
• [学会発表] Self-excited Current Oscillations in a Resonant Tunneling Diode Described by a Caldeira-Leggett Model (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Tanimura
  • 学会等名: International Conference on Computational Modeling Methods and Applications
  • 発表場所: Northeast Normal University(中国・長春)
  • 年月日: 2013-09-27
• [学会発表] 低振動分光に対応した新しい分極水モデルの開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 伊藤広伸, 谷村吉隆
  • 学会等名: 第53回分子科学若手夏の学校
  • 発表場所: 岡崎コンフェレンスセンター(岡崎市)
  • 年月日: 2013-08-21
• [学会発表] 量子系における熱流 (2013)
  • 著者名/発表者名: 臼井宏太, 谷村吉隆
  • 学会等名: 第53回分子科学若手夏の学校
  • 発表場所: 岡崎コンフェレンスセンター(岡崎市)
  • 年月日: 2013-08-19
• [学会発表] An Approach to Quantum Transport Based on Reduced Hierarchy Equations of Motion (2013)
  • 著者名/発表者名: 谷村吉隆, 櫻井敦教
  • 学会等名: 16th International Workshop on Computational Electronics
  • 発表場所: 奈良県新公会堂(奈良市)
  • 年月日: 2013-06-07
• [学会発表] Water Potential for Vibrational Spectroscopy (2013)
  • 著者名/発表者名: Yoshitaka Tanimura, Taisuke Hasegawa, Hironobu Ito
  • 学会等名: The XVIth International Conference on Time-Resolved Vibrational Spectroscopy (TRVS 2013)
  • 発表場所: 別府湾ロイヤルホテル(別府市)
  • 年月日: 2013-05-21
• [学会発表] 共鳴トンネルダイオードにおける電流の発振と電流-電圧曲線のプラトー現象の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 櫻井敦教, 谷村吉隆
  • 学会等名: 日本物理学会第68回年次大会
  • 発表場所: 広島大学 東広島キャンパス
  • 年月日: 2013-03-26
• [学会発表] Self-excited Current Oscillations in a Resonant Tunneling Diode Described by a Model Based on the Caldeira-Leggett Hamiltonian (2013)
  • 著者名/発表者名: 櫻井敦教, 谷村吉隆
  • 学会等名: Symposium of Quantum and Classical Dissipative Dynamics
  • 発表場所: 分子科学研究所(岡崎市)
  • 年月日: 2013-03-08
• [学会発表] QuantumRatchet Rectification in a Brownian System Driven by Biharmonic Force (2013)
  • 著者名/発表者名: 加藤彰人, 谷村吉隆
  • 学会等名: Symposium of Quantum and Classical Dissipative Dynamics
  • 発表場所: 分子科学研究所(岡崎市)
  • 年月日: 2013-03-08
• [学会発表] QuantumHeat Transport through a Two Level System (2013)
  • 著者名/発表者名: 臼井宏太, 谷村吉隆
  • 学会等名: Symposium of Quantum and Classical Dissipative Dynamics
  • 発表場所: 分子科学研究所(岡崎市)
  • 年月日: 2013-03-08
• [学会発表] Low-Frequency Vibrational Spectroscopies of Aqueous Alkali Halide Solutions in MD Simulation (2013)
  • 著者名/発表者名: 谷村吉隆, 伊藤広伸
  • 学会等名: Symposium of Quantum and Classical Dissipative Dynamics
  • 発表場所: 分子科学研究所(岡崎市)
  • 年月日: 2013-03-07
• [学会発表] Reduced Hierarchy Equations ofMotion approach in a real space (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Tanimura
  • 学会等名: TU Munich, mini-symposium
  • 発表場所: T.U. Munich, Garching (ミュンヘン市・ドイツ)
  • 年月日: 2012-09-26
  • 招待講演
• [学会発表] Effect of the Time Scale of the Environment on Exciton Dynamics (2012)
  • 著者名/発表者名: Arend G. Dijkstra, Y. Tanimura
  • 学会等名: 日本物理学会2012年度秋季年大会
  • 発表場所: 横浜国立大学(横浜市)
  • 年月日: 2012-09-21
• [学会発表] 分子動力学シミュレーションによるアルカリ金属ハライド水溶液の1次元振動分光スペクトル解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 伊藤広伸, 谷村吉隆
  • 学会等名: 分子科学討論会
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2012-09-21
• [学会発表] 共鳴トンネルダイオードでの電位移動における散逸の効果 (2012)
  • 著者名/発表者名: 櫻井敦教, 谷村吉隆
  • 学会等名: 日本物理学会2012秋季大会
  • 発表場所: 横浜国立大学(横浜市)
  • 年月日: 2012-09-20
• [学会発表] 階層型運動方程式を用いた熱流の研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 臼井宏太, 谷村吉隆
  • 学会等名: 日本物理学会2012秋季大会
  • 発表場所: 横浜国立大学(横浜市)
  • 年月日: 2012-09-20
• [学会発表] 二調和混合により駆動された古典及び量子ラチェット系 (2012)
  • 著者名/発表者名: 加藤彰人, 谷村吉隆
  • 学会等名: 日本物理学会, 2012年秋季大会
  • 発表場所: 横浜国立大学(横浜市)
  • 年月日: 2012-09-20
• [学会発表] 分子動力学シミュレーションによるZnCl2 の構造と動的性質の研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 吉宗聖司, 谷村吉隆
  • 学会等名: 分子科学討論会
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2012-09-19
• [学会発表] 半導体中での電子ダイナミクスにおける散逸の効果の研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 櫻井敦教, 谷村吉隆
  • 学会等名: 第52回分子科学若手の会夏の学校
  • 発表場所: 東京大学本郷キャンパス
  • 年月日: 2012-08-22
• [学会発表] MD シミュレーションによるZnCl2 の研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 吉宗聖司, 谷村吉隆
  • 学会等名: 第52回分子科学若手の会夏の学校
  • 発表場所: 東京大学本郷キャンパス
  • 年月日: 2012-08-22
• [学会発表] Exploring electron transfer processes bymeans of 2D-ES (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Tanimura
  • 学会等名: The 6th International Conference on Coherent Multidimensional Spectroscopy
  • 発表場所: Hotel Berlin (ドイツ・ベルリン市)
  • 年月日: 2012-07-17
  • 招待講演
• [学会発表] Multidimensional spectroscopies to electron transfer processes (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Tanimura
  • 学会等名: Lund mini symposium
  • 発表場所: Lund University (スウェーデン・ルンド市)
  • 年月日: 2012-05-31
  • 招待講演
• [学会発表] 半導体中の電子トンネリングにおける散逸の影響の理論的研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 加藤彰人, 谷村吉隆
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: 関西学院大学(西宮市)
  • 年月日: 2012-03-26
• [学会発表] ラチェット効果に対するノイズの相関の影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 櫻井敦教, 谷村吉隆
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: 関西学院大学 (西宮市)
  • 年月日: 2012-03-24
• [学会発表] Non-Markovianity : initial correlations and nonlinear optical measurements (2012)
  • 著者名/発表者名: Arend G. Dijkstra and Y. Tanimura
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: 関西学院大学 (西宮市)
  • 年月日: 2012-03-24
• [学会発表] QuantumDissipative Dynamics Probed byMultidimensional Spectroscopies (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Tanimura
  • 学会等名: 7th Black Forest Focus on Soft Matter
  • 発表場所: Hotel Saigerhöh (ドイツ レンツキルヒ市)
  • 年月日: 2012-03-16
  • 招待講演
• [学会発表] Reduced Hierarchy equations ofmotion approach to multidimensional spectroscopies of biological systems (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Tanimura
  • 学会等名: 7th Congress of the International Society for Theoretical Chemical Physics (ISTCP-VII)
  • 発表場所: 早稲田大学(東京)
  • 年月日: 2011-09-03
  • 招待講演
• [学会発表] Reduced hierarchy equations ofmotion approach to tunneling and nonadiabatic transition processes (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Tanimura
  • 学会等名: Spectroscopy and quantum phenomena in large molecular aggregates
  • 発表場所: University of Bremen (ドイツ・ブレーメン)
  • 年月日: 2011-06-29
  • 招待講演
• [学会発表] Theory of energy transfer beyond perturbative treatments (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Tanimura
  • 学会等名: Royal Society Theo Murphy International Scientific Meeting : Quantum-Coherent Energy Transfer : implications for biology and new energy technologies
  • 発表場所: Kavli Royal Society International Centre(英国・バッキンガムシャー)
  • 年月日: 2011-04-29
  • 招待講演
• [学会発表] 熱浴と結合した電子3状態系のスペクトル研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 田中翠, 谷村吉隆
  • 学会等名: 日本物理学会第66回年次大会
  • 発表場所: 新潟大学(新潟市)
  • 年月日: 2011-03-27
• [学会発表] Non-Markovianity in the nonlinear optical response (2011)
  • 著者名/発表者名: Arend G. Dijkstra, 谷村吉隆
  • 学会等名: 日本物理学会第66回年次大会
  • 発表場所: 新潟大学(新潟市)
  • 年月日: 2011-03-25
• [学会発表] Non-Markovian, nonpurtabative, nonsecular quantum hierarchy equations ofmotion approach (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Tanimura
  • 学会等名: 京都大学物理専攻GCOE Symposium on "Emerging Frontiers of Physics"
  • 発表場所: 京都大学(京都市)
  • 年月日: 2011-02-21
  • 招待講演
• [学会発表] Excitation dynamics in a quantummechanical bath (2010)
  • 著者名/発表者名: Arend G. Dijkstra, Y. Tanimura
  • 学会等名: Pacifichem 2010
  • 発表場所: Sheraton Waikiki(米国・ホノルル市)
  • 年月日: 2010-12-18
• [学会発表] Correlated fluctuations in the exciton dynamics and spectroscopy of DNA (2010)
  • 著者名/発表者名: Arend G. Dijkstra, Y. Tanimura
  • 学会等名: Pacifichem 2010
  • 発表場所: Pacifichem 2010, Honolulu Convention Center(米国・ホノルル市)
  • 年月日: 2010-12-17
• [学会発表] Is quantumeffect really important in linear and nonlinear vibrational spectroscopy? (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Tanimura, A. Sakurai
  • 学会等名: Pacifichem 2010
  • 発表場所: SheratonWaikiki (米国・ホノルル市)
  • 年月日: 2010-12-16
• [学会発表] Exploring electron transfer reaction processes bymeans of multi-dimensional spectroscopy (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Tanimura, M. Tanaka
  • 学会等名: Pacifichem 2010
  • 発表場所: SheratonWaikiki, (米国・ホノルル市)
  • 年月日: 2010-12-15
  • 招待講演
• [学会発表] 散逸系の階層型量子運動方程式と多次元分光 (2010)
  • 著者名/発表者名: 谷村吉隆
  • 学会等名: 第8回京都大学福井謙一記念研究センターシンポジウム
  • 発表場所: 京都大学福井謙一記念研究センター(京都市)
  • 年月日: 2010-12-03
  • 招待講演
• [学会発表] 1次元および2次元振動分光スペクトルにおける量子効果と緩和の影響 (2010)
  • 著者名/発表者名: 櫻井敦教, 谷村吉隆
  • 学会等名: 第4回分子科学討論会2010
  • 発表場所: 大阪大学豊中キャンパス(豊中市)
  • 年月日: 2010-09-17
• [学会発表] Multi-Dimensional Spectroscopy in a Real Coordinate Space (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Tanimura
  • 学会等名: The 5th International Conference on Coherent Multidimensional Spectroscopy
  • 発表場所: University of Minnesota, (米国・ミネアポリス)
  • 年月日: 2010-08-18
  • 招待講演
• [学会発表] Nonperturbative-NonMarkovian Quantum Dissipative Dynamics : Reduced Hierarchy Equations Approach (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Tanimura
  • 学会等名: Workshop on "Physics and Chemistry in Quantum Dissipative Systems
  • 発表場所: 京都大学(京都市)
  • 年月日: 2010-08-10
  • 招待講演
• [学会発表] Qbit dephasing in a quantumbath (2010)
  • 著者名/発表者名: Arend G. Dijkstra, Y. Tanimura
  • 学会等名: International Workshop on Statistical Physics of Quantum Systems
  • 発表場所: 東京大学駒場キャンパス
  • 年月日: 2010-08-02
• [学会発表] 多次元分光計算のための水分極ポテンシャルの開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 長谷川太祐, 谷村吉隆
  • 学会等名: 第13回理論化学討論会
  • 発表場所: 北海道大学学術交流会館
  • 年月日: 2010-05-24
• [学会発表] Excitations in a dynamical bath : anisotropy decay in DNA Quantum transport and dynamics in materials and biosystems: Frommolecular mechanisms to mesoscopic functionality (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Tanimura, A. G. Dijkstra
  • 学会等名: ACAM
  • 発表場所: アイルランド・ダブリン市
  • 年月日: 2010-05-12
• [備考]
  • URL: http://theochem.kuchem.kyoto-u.ac.jp/members/tanimuraj.htm