論文の概要: Observation of symmetry-protected selection rules in periodically driven quantum systems

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2105.12209v1
• Date: Tue, 25 May 2021 20:45:32 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-29 20:42:36.195782
• Title: Observation of symmetry-protected selection rules in periodically driven quantum systems
• Title（参考訳）: 周期駆動量子システムにおける対称性保護選択規則の観察
• Authors: Guoqing Wang, Changhao Li, and Paola Cappellaro
• Abstract要約: フロック系として知られる周期的に駆動される量子系は、近年非平衡物理学の焦点となっている。 フレケット状態間の対称性誘起選択規則を観察することにより, 動的対称性のキャラクタリゼーション方法を示す。 我々の研究は、強駆動フロケ系のトポロジカル位相で生じる動的対称性を研究するために量子制御ツールキットを利用する方法を示している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.674241138986925
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Periodically driven quantum systems, known as Floquet systems, have been a focus of non-equilibrium physics in recent years, thanks to their rich dynamics. Not only time-periodic systems exhibit symmetries similar to those in spatially periodic systems, but they also display novel behavior due to symmetry breaking. Characterizing such dynamical symmetries is crucial, but the task is often challenging, due to limited driving strength and the lack of an experimentally accessible characterization protocol. Here, we show how to characterize dynamical symmetries including parity, rotation, and particle-hole symmetry by observing the symmetry-induced selection rules between Floquet states. Specifically, we exploit modulated quantum driving to reach the strong light-matter coupling regime and we introduce a protocol to experimentally extract the transition elements between Floquet states from the coherent evolution of the system. Using the nitrogen-vacancy center in diamond as an experimental testbed, we apply our methods to observe symmetry-protected dark states and dark bands, and the coherent destruction of tunneling effect. Our work shows how to exploit the quantum control toolkit to study dynamical symmetries that can arise in topological phases of strongly-driven Floquet systems.
• Abstract（参考訳）: フロック系として知られる周期的に駆動される量子系は、そのリッチダイナミクスのおかげで近年非平衡物理学の焦点となっている。 時間周期系は、空間的周期系と同様の対称性を示すだけでなく、対称性の破れによる新しい挙動を示す。 このような動的対称性のキャラクタリゼーションは重要であるが、駆動強度の制限と実験的にアクセス可能なキャラクタリゼーションプロトコルの欠如により、しばしば課題となる。 ここでは,フロッケ状態間の対称性誘起選択規則を観測することにより,パリティ,回転,粒子ホール対称性を含む動的対称性を特徴付ける方法を示す。 具体的には,変調量子駆動を応用して強い光・物質結合系に到達し,フロッケ状態間の遷移要素を系のコヒーレントな進化から実験的に抽出するプロトコルを提案する。 ダイヤモンド中の窒素空孔中心を実験室として, 対称性に保護された暗黒状態と暗黒帯を観察し, トンネル効果のコヒーレント破壊について検討した。 本研究は,量子制御ツールキットを用いて,強駆動フロッケ系の位相相に生じる動的対称性を研究する方法を示す。

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