論文の概要: Floquet theory for temporal correlations and spectra in time-periodic
open quantum systems: Application to squeezed parametric oscillation beyond
the rotating-wave approximation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2005.08249v2
- Date: Fri, 19 Feb 2021 07:15:15 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-19 23:05:54.688421
- Title: Floquet theory for temporal correlations and spectra in time-periodic
open quantum systems: Application to squeezed parametric oscillation beyond
the rotating-wave approximation
- Title（参考訳）: 時間周期開量子系における時間的相関とスペクトルのフロケ理論:回転波近似を超えた励起パラメトリック振動への応用
- Authors: C. Navarrete-Benlloch, R. Garc\'es, N. Mohseni, and G. J. de
Valc\'arcel
- Abstract要約: 本稿では,時間周期開量子系の2時間相関とそれに対応するスペクトル密度を計算する手法を提案する。
時間領域を1周期間隔に分割することにより、ゆらぎに対する量子ランゲヴィン方程式を効率的に積分できることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Open quantum systems can display periodic dynamics at the classical level
either due to external periodic modulations or to self-pulsing phenomena
typically following a Hopf bifurcation. In both cases, the quantum fluctuations
around classical solutions do not reach a quantum-statistical stationary state,
which prevents adopting the simple and reliable methods used for stationary
quantum systems. Here we put forward a general and efficient method to compute
two-time correlations and corresponding spectral densities of time-periodic
open quantum systems within the usual linearized (Gaussian) approximation for
their dynamics. Using Floquet theory we show how the quantum Langevin equations
for the fluctuations can be efficiently integrated by partitioning the time
domain into one-period duration intervals, and relating the properties of each
period to the first one. Spectral densities, like squeezing spectra, are
computed similarly, now in a two-dimensional temporal domain that is treated as
a chessboard with one-period x one-period cells. This technique avoids
cumulative numerical errors as well as efficiently saves computational time. As
an illustration of the method, we analyze the quantum fluctuations of a damped
parametrically-driven oscillator (degenerate parametric oscillator) below
threshold and far away from rotating-wave approximation conditions, which is a
relevant scenario for modern low-frequency quantum oscillators. Our method
reveals that the squeezing properties of such devices are quite robust against
the amplitude of the modulation or the low quality of the oscillator, although
optimal squeezing can appear for parameters that are far from the ones
predicted within the rotating-wave approximation.
- Abstract（参考訳）: オープン量子系は、外部周期変調やホップ分岐に続く自励現象によって古典的なレベルで周期力学を表示することができる。
どちらの場合も、古典解の周りの量子揺らぎは量子統計的な定常状態に達しないため、定常量子系で用いられる単純で信頼性の高い方法の採用を妨げている。
ここでは,2時間相関とそれに対応する時間周期開量子系のスペクトル密度を,通常の線形化(ガウシアン)近似で計算する汎用的かつ効率的な方法を提案する。
フロッケ理論を用いて、ゆらぎに対する量子ランジュバン方程式を、時間領域を1周期の間隔に分割し、各周期の特性を最初の周期に関連付けることで効率的に統合できることを示す。
スクイーズスペクトルのようなスペクトル密度は、現在は1周期x1周期のセルを持つチェスボードとして扱われる2次元の時間領域で計算される。
この手法は累積的な数値誤差を回避し、計算時間を効率的に節約する。
この方法の例として、減衰パラメトリック駆動発振器(縮退パラメトリック発振器)の量子揺らぎを、現在の低周波発振器の関連するシナリオである回転波近似条件から遠く離れた閾値以下で解析する。
本手法は, 振動子の振幅や振動子の低品質に対して, 揺動特性がかなり頑健であることを示すが, 回転波近似で予測されるものとはかけ離れたパラメータに対して最適な揺動が現れる。
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