論文の概要: Quantum Rabi dynamics of trapped atoms far in the deep strong coupling regime

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2112.12488v2
• Date: Wed, 22 Feb 2023 21:38:43 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-03 18:00:43.429579
• Title: Quantum Rabi dynamics of trapped atoms far in the deep strong coupling regime
• Title（参考訳）: 深い強結合状態における閉じ込められた原子の量子ラビダイナミクス
• Authors: Johannes Koch, Geram R. Hunanyan, Till Ockenfels, Enrique Rico, Enrique Solano, Martin Weitz
• Abstract要約: 本稿では,光ポテンシャルにおける冷ルビジウム原子のブロッホバンド構造に2レベル系を符号化した量子ラビモデルの周期的変動を示す。 我々の研究は、まだ探索されていないパラメータ体系で量子工学的応用を実現するための道筋を示す。
• 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: The coupling of a two-level system with an electromagnetic field, whose fully quantized version is the quantum Rabi model, is among the central topics of quantum physics. When the coupling strength becomes large enough that the field mode frequency is reached, the deep strong coupling regime is approached, and excitations can be created from the vacuum. Here we demonstrate a periodic variant of the quantum Rabi model in which the two-level system is encoded in the Bloch band structure of cold rubidium atoms in optical potentials. With this method we achieve a Rabi coupling strength of 6.5 times the field mode frequency, which is far in the deep strong coupling regime, and observe a subcycle timescale raise in bosonic field mode excitations. In a measurement recorded in the basis of the coupling term of the quantum Rabi Hamiltonian, a freezing of dynamics is revealed for small frequency splittings of the two-level system, as expected when the coupling term dominates over all other energy scales, and a revival for larger splittings. Our work demonstrates a route to realize quantum-engineering applications in yet unexplored parameter regimes.
• Abstract（参考訳）: 完全量子化されたバージョンが量子ラビモデルである電磁場と2レベル系のカップリングは、量子物理学の中心的なトピックである。 磁場モード周波数に達するほどに結合強度が大きくなると、深い強結合状態に近づき、真空から励起を生成することができる。 ここでは、光ポテンシャルにおける冷ルビジウム原子のブロッホバンド構造に、2レベル系を符号化した量子ラビモデルの周期的変種を示す。 この方法では, 強結合機構に遠く及ばない場モード周波数の6.5倍のrabi結合強度を達成し, ボソニック場モード励起におけるサブサイクル時間スケールの上昇を観測する。 量子ラビハミルトニアンのカップリング項に基づいて記録された測定では、カップリング項が他の全てのエネルギースケールで支配されるときに期待されるように、2レベル系の小さな周波数分割とより大きな分割の復活に対するダイナミクスの凍結が明らかにされる。 本研究は、未探索のパラメータレジームで量子工学アプリケーションを実現する方法を示す。

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