論文の概要: Quantum dynamics of open many-qubit systems strongly coupled to a
quantized electromagnetic field in dissipative cavities
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2105.14674v2
- Date: Mon, 30 Aug 2021 20:20:33 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-28 06:15:06.984362
- Title: Quantum dynamics of open many-qubit systems strongly coupled to a
quantized electromagnetic field in dissipative cavities
- Title（参考訳）: 散逸性空洞における量子化電磁場に強く結合したオープン多ビット系の量子力学
- Authors: Mikhail Tokman, Qianfan Chen, Maria Erukhimova, Yongrui Wang, Alexey
Belyanin
- Abstract要約: 量子化電磁キャビティモードに強く結合した多ビット系の量子力学について検討する。
初期量子状態の準備によって、システムは多種多様な絡み合った状態へと進化できることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We study quantum dynamics of many-qubit systems strongly coupled to a
quantized electromagnetic cavity mode, in the presence of decoherence and
dissipation for both fermions and cavity photons. The analytic solutions are
derived for a broad class of open quantum systems in Lindblad approximation.
They include identical qubits, an ensemble of qubits with a broad distribution
of transition frequencies, and multi-level electron systems. Compact analytic
solutions for time-dependent quantum state amplitudes and observables become
possible with the use of the stochastic equation of evolution for the state
vector. We show that depending on the initial quantum state preparation, the
systems can evolve into a rich variety of entangled states with destructive or
constructive interference between the qubits. In particular, dissipation in a
cavity can drive the system into the dark states completely decoupled from the
cavity modes. We also find the regimes in which multi-electron systems with a
broad distribution of transition frequencies couple to the quantized cavity
field as a giant collective dipole.
- Abstract（参考訳）: 量子化電磁キャビティモードに強く結合した多ビット系の量子力学を,フェルミオンとキャビティ光子の脱コヒーレンスと消散の存在下で研究する。
解析解はリンドブラッド近似における幅広い種類の開量子系のために導出される。
それらは同一の量子ビット、遷移周波数の分布の広い量子ビットのアンサンブル、マルチレベル電子系を含む。
時間依存量子状態振幅と可観測値のコンパクトな解析解は、状態ベクトルの確率方程式を用いることで実現される。
初期量子状態の準備により、システムは、量子ビット間の破壊的または建設的干渉を伴う、多種多様な絡み合った状態へと進化できることを示す。
特に、空洞内の散逸は、空洞モードから完全に分離された暗黒状態へとシステムを動かすことができる。
また、遷移周波数の分布が広い多電子系が、量子化された空洞場を巨大な集団双極子として結合する状態も見いだす。
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