論文の概要: Microscopic dynamics and an effective Landau-Zener transition in the quasi-adiabatic preparation of spatially ordered states of Rydberg excitations

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2111.14553v3
• Date: Sun, 11 Dec 2022 11:52:47 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-06 09:42:39.803194
• Title: Microscopic dynamics and an effective Landau-Zener transition in the quasi-adiabatic preparation of spatially ordered states of Rydberg excitations
• Title（参考訳）: ライドベルク励起の空間秩序状態の準断熱的準備における微視的ダイナミクスと有効ランダウ・ツェナー転移
• Authors: A. F. Tzortzakakis, D. Petrosyan, M. Fleischhauer, K. M{\o}lmer
• Abstract要約: 周波数チャープレーザーパルスによる有限1次元格子中の原子の空間配位Rydberg励起の断熱的準備について検討した。 我々の目的は、原子の非励起状態からリドバーグ励起の反強磁性状態への相転移の微視的機構を解明することである。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We examine the adiabatic preparation of spatially-ordered Rydberg excitations of atoms in finite one-dimensional lattices by frequency-chirped laser pulses, as realized in a number of recent experiments simulating quantum Ising model. Our aims are to unravel the microscopic mechanism of the phase transition from the unexcited state of atoms to the antiferromagnetic-like state of Rydberg excitations by traversing an extended gapless phase, and to estimate the preparation fidelity of the target state in a moderately sized system amenable to detailed numerical analysis. We find that, in the basis of the bare atomic states, the system climbs the ladder of Rydberg excitations predominantly along the strongest-amplitude paths towards the final ordered state. We show that, despite its complexity, the interacting many-body system can be described as an effective two-level system involving a pair of lowest-energy instantaneous collective eigenstates of the time-dependent Hamiltonian. The final preparation fidelity of the target state can then be well approximated by the Landau-Zener formula, while the nonadiabatic population leakage during the passage can be estimated using a perturbative approach applied to the instantaneous collective eigenstates.
• Abstract（参考訳）: 我々は、周波数チャープレーザーパルスによる有限1次元格子中の原子の空間配位Rydberg励起の断熱的準備について、近年の量子イジングモデルシミュレーション実験で実現された。 本研究では,原子の非励起状態からリドバーグ励起の反強磁性様状態への相転移の微視的メカニズムを明らかにすることを目的とする。 裸の原子状態に基づいて、システムはリドバーグ励起のはしごを登って、最終的な秩序状態に向かって最も強い振幅の経路に沿っていることが判明した。 その複雑性にもかかわらず、相互作用する多体系は時間依存ハミルトニアンの1対の最低エネルギーの瞬間的集団固有状態を含む効果的な2段階系として記述できる。 対象状態の最終準備精度はランダウ・ゼナーの公式でよく近似でき、通過中の断熱的集団リークは瞬時集団固有状態に適用した摂動的アプローチを用いて推定できる。

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