論文の概要: Circuit Quantum Electrodynamics in Hyperbolic Space: From Photon Bound
States to Frustrated Spin Models
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2105.06490v1
- Date: Thu, 13 May 2021 18:01:53 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-31 06:13:22.900670
- Title: Circuit Quantum Electrodynamics in Hyperbolic Space: From Photon Bound
States to Frustrated Spin Models
- Title（参考訳）: 双曲空間における回路量子電磁力学:光子束縛状態からフラストレーションスピンモデルへ
- Authors: Przemyslaw Bienias, Igor Boettcher, Ron Belyansky, Alicia J. Kollar,
and Alexey V. Gorshkov
- Abstract要約: 双曲格子上で進化する光子の浴槽に数個の超伝導量子ビットを結合させる実験可能な設定について検討した。
クビット間の相互作用は測地線に沿って伝播する光子によって媒介されることを示す。
フォトニック浴は、有限範囲または指数的遅延相互作用を持つ幾何学的にフラストレーションされた双曲型量子スピンモデルを生み出すことを実証する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Circuit quantum electrodynamics is one of the most promising platforms for
efficient quantum simulation and computation. In recent groundbreaking
experiments, the immense flexibility of superconducting microwave resonators
was utilized to realize hyperbolic lattices that emulate quantum physics in
negatively curved space. Here we investigate experimentally feasible settings
in which a few superconducting qubits are coupled to a bath of photons evolving
on the hyperbolic lattice. We compare our numerical results for finite lattices
with analytical results for continuous hyperbolic space on the Poincar\'{e}
disk. We find good agreement between the two descriptions in the
long-wavelength regime. We show that photon-qubit bound states have a
curvature-limited size. We propose to use a qubit as a local probe of the
hyperbolic bath, for example by measuring the relaxation dynamics of the qubit.
We find that, although the boundary effects strongly impact the photonic
density of states, the spectral density is well described by the continuum
theory. We show that interactions between qubits are mediated by photons
propagating along geodesics. We demonstrate that the photonic bath can give
rise to geometrically-frustrated hyperbolic quantum spin models with
finite-range or exponentially-decaying interaction.
- Abstract（参考訳）: 回路量子力学は、効率的な量子シミュレーションと計算のための最も有望なプラットフォームの一つである。
最近のグラウンドブレイク実験では、超伝導マイクロ波共振器の柔軟性を利用して、負の湾曲した空間で量子物理学をエミュレートする双曲格子を実現する。
本稿では、いくつかの超伝導量子ビットが双曲格子上で進化する光子浴と結合する実験可能な構成について検討する。
本研究では,有限格子に対する数値計算結果と,ポインカル円板上の連続双曲空間の解析結果との比較を行った。
長波長領域における2つの記述の一致は良好である。
我々は、光子量子束境界状態が曲率制限サイズであることを示す。
量子ビットを双曲浴の局所プローブとして、例えば量子ビットの緩和ダイナミクスを測定することを提案する。
境界効果は状態のフォトニック密度に強く影響しているが、スペクトル密度は連続体理論によってよく説明されている。
量子ビット間の相互作用は測地線に沿って伝播する光子によって媒介される。
フォトニック浴は,有限範囲あるいは指数関数的に減少する相互作用を持つ双曲型量子スピンモデルを生成することができることを実証する。
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