論文の概要: Assessment of weak-coupling approximations on a driven two-level system
under dissipation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2011.06106v2
- Date: Mon, 31 Jan 2022 16:44:26 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-24 11:33:12.098727
- Title: Assessment of weak-coupling approximations on a driven two-level system
under dissipation
- Title（参考訳）: 消散下における駆動二段系の弱結合近似の評価
- Authors: Wallace S. Teixeira, Fernando L. Semi\~ao, Jani Tuorila, and Mikko
M\"ott\"onen
- Abstract要約: 我々は, 減散を伴うリウヴィル・ヴォン方程式(Liouville-von equation)と呼ばれる数値的正確かつ非摂動的手法を用いて, 駆動量子ビットについて検討した。
我々は、駆動された量子ビットの定常状態を予測する上で、リンドブラッド方程式の妥当性の規則をマップするために実験で用いられる計量を提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 58.720142291102135
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The standard weak-coupling approximations associated to open quantum systems
have been extensively used in the description of a two-level quantum system,
qubit, subjected to relatively weak dissipation compared with the qubit
frequency. However, recent progress in the experimental implementations of
controlled quantum systems with increased levels of on-demand engineered
dissipation has motivated precision studies in parameter regimes that question
the validity of the approximations, especially in the presence of
time-dependent drive fields. In this paper, we address the precision of
weak-coupling approximations by studying a driven qubit through the numerically
exact and non-perturbative method known as the stochastic Liouville-von Neumann
equation with dissipation. By considering weak drive fields and a cold Ohmic
environment with a high cutoff frequency, we use the Markovian Lindblad master
equation as a point of comparison for the SLED method and study the influence
of the bath-induced energy shift on the qubit dynamics. We also propose a
metric that may be used in experiments to map the regime of validity of the
Lindblad equation in predicting the steady state of the driven qubit. In
addition, we study signatures of the well-known Mollow triplet and observe its
meltdown owing to dissipation in an experimentally feasible parameter regime of
circuit electrodynamics. Besides shedding light on the practical limitations of
the Lindblad equation, we expect our results to inspire future experimental
research on engineered open quantum systems, the accurate modeling of which may
benefit from non-perturbative methods.
- Abstract（参考訳）: オープン量子系に付随する標準弱結合近似は、2段階の量子系である qubit の記述に広く使われており、qubit の周波数と比較すると比較的弱い散逸を受ける。
しかしながら、オンデマンド工学による散逸のレベルが増大する制御量子システムの実験的実装の最近の進歩は、近似の妥当性、特に時間依存駆動場の存在に疑問を呈するパラメータレジームにおける精度研究の動機となっている。
本稿では, 確率的リウヴィル・フォン・ノイマン方程式として知られる数値的完全かつ非摂動的手法を用いて, 駆動量子ビットを解析し, 弱結合近似の精度について述べる。
弱い駆動場と高いカットオフ周波数の低温オーミック環境を考慮して, マルコフ・リンドブラッド・マスター方程式をそり法の比較点として使用し, 浴によるエネルギーシフトが量子力学に与える影響について検討した。
また,lindblad方程式の定常状態の予測における妥当性の分布を地図化するために,実験で用いられる指標を提案する。
さらに、よく知られたモルロー三重項のシグネチャを研究し、回路電気力学の実験的に実現可能なパラメータレジームにおける散逸によるメルトダウンを観察した。
リンドブラッド方程式の実用的限界に光を当てることに加えて、我々の結果は、工学的なオープン量子システムに関する将来の実験的研究を刺激することを期待している。
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