論文の概要: Realistic simulations of spin squeezing and cooperative coupling effects
in large ensembles of interacting two-level systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2105.00004v3
- Date: Mon, 31 Jan 2022 10:23:08 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-01 23:43:42.476141
- Title: Realistic simulations of spin squeezing and cooperative coupling effects
in large ensembles of interacting two-level systems
- Title（参考訳）: 相互作用する2レベル系の大アンサンブルにおけるスピンスクイーズと協調結合効果の現実シミュレーション
- Authors: Julian Huber and Ana Maria Rey and Peter Rabl
- Abstract要約: 本稿では, 相互作用するスピンアンサンブルの動的挙動を, 劣化と崩壊の存在下でシミュレーションするための効率的な数値計算法について述べる。
これにより、現実的な実験条件下で量子光学や固体スピンアンサンブルを用いた様々な実験の正確な実スケールシミュレーションを行うことが可能となる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We describe an efficient numerical method for simulating the dynamics of
interacting spin ensembles in the presence of dephasing and decay. The method
builds on the discrete truncated Wigner approximation for isolated systems,
which combines the mean-field dynamics of a spin ensemble with a Monte Carlo
sampling of discrete initial spin values to account for quantum correlations.
Here we show how this approach can be generalized for dissipative spin systems
by replacing the deterministic mean-field evolution by a stochastic process,
which describes the decay of coherences and populations while preserving the
length of each spin. We demonstrate the application of this technique for
simulating nonclassical spin-squeezing effects or the dynamics and steady
states of cavity QED models with hundred thousand interacting two-level systems
and without relying on any symmetries. This opens up the possibility to perform
accurate real-scale simulations of a diverse range of experiments in quantum
optics or with solid-state spin ensembles under realistic laboratory
conditions.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,デファスメントと減衰の存在下で相互作用するスピンアンサンブルのダイナミクスをシミュレートする効率的な数値解法について述べる。
この方法は、スピンアンサンブルの平均場動力学と、離散初期スピン値のモンテカルロサンプリングを組み合わせ、量子相関を考慮に入れた孤立系に対する離散的切り離されたウィグナー近似に基づいている。
ここでは,各スピンの長さを保ちながらコヒーレンスと集団の崩壊を記述する確率過程に決定論的平均場発展を置き換えることで,散逸スピン系に対してこのアプローチを一般化できることを示す。
この手法を10万の相互作用する2次系を持つキャビティqedモデルの非古典的スピンスキーズ効果や動的および定常状態のシミュレーションに応用し,対称性に頼らずに応用する。
これにより、現実的な実験室条件下で量子光学や固体スピンアンサンブルにおける様々な実験の正確な実規模シミュレーションが可能になる。
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