論文の概要: Observation of wave-packet branching through an engineered conical intersection

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2202.02364v1
• Date: Fri, 4 Feb 2022 19:57:51 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-26 20:43:26.270451
• Title: Observation of wave-packet branching through an engineered conical intersection
• Title（参考訳）: 工学的円錐交差による波束分岐の観測
• Authors: Christopher S. Wang, Nicholas E. Frattini, Benjamin J. Chapman, Shruti Puri, Steven M. Girvin, Michel H. Devoret, Robert J. Schoelkopf
• Abstract要約: 化学反応において、コヒーレント進化と散逸の相互作用は、速度や収率などの重要な性質を決定する中心となる。 ここでは、混在量子ビットオシレータ回路QEDプロセッサで調整可能なCIを作成する。 我々は,電子量子ビットの劣化を,反応座標に沿って波束分岐を駆動するメカニズムとして同定する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: In chemical reactions, the interplay between coherent evolution and dissipation is central to determining key properties such as the rate and yield. Of particular interest are cases where two potential energy surfaces cross at features known as conical intersections (CIs), resulting in nonadiabatic dynamics that may promote ultrafast and highly efficient reactions when rovibrational damping is present. A prominent chemical reaction that involves a CI is the cis-trans isomerization reaction in rhodopsin, which is crucial to vision. CIs in real molecular systems are typically investigated via optical pump-probe spectroscopy, which has demanding spectral bandwidth and temporal resolution requirements, and where precise control of the environment is challenging. A complementary approach for understanding chemical reactions is to use quantum simulators that can provide access to a wider range of observables, though thus far combining strongly interacting linear (rovibrational) and nonlinear (electronic) degrees of freedom with engineered dissipation has yet to be demonstrated. Here, we create a tunable CI in a hybrid qubit-oscillator circuit QED processor and simultaneously track both a reactive wave-packet and electronic qubit in the time-domain. We identify dephasing of the electronic qubit as the mechanism that drives wave-packet branching along the reactive coordinate in our model. Furthermore, we directly observe enhanced branching when the wave-packet passes through the CI. Thus, the forces that influence a chemical reaction can be viewed as an effective measurement induced dephasing rate that depends on the position of the wave-packet relative to the CI. Our results set the groundwork for more complex simulations of chemical dynamics, offering deeper insight into the role of dissipation in determining macroscopic quantities of interest such as the quantum yield of a chemical reaction.
• Abstract（参考訳）: 化学反応において、コヒーレント進化と散逸の相互作用は、速度や収率などの重要な性質を決定する中心となる。 特に興味深いのは、2つのポテンシャルエネルギー面が円錐交叉(cis)として知られる特徴で交差し、振動減衰がある場合の超高速かつ高効率な反応を促進する非断熱力学をもたらす場合である。 ciを含む顕著な化学反応はロドプシンのシス-トランス異性化反応であり、視覚に必須である。 実際の分子系のCIは通常、スペクトル帯域と時間分解能の要求があり、環境の正確な制御が難しい光ポンププローブ分光法によって研究される。 化学反応を理解するための補完的なアプローチは、より広い範囲の可観測物にアクセスできる量子シミュレータを使用することである。 そこで我々は、ハイブリッド量子ビットオシレータ回路QEDプロセッサで可変CIを作成し、同時に時間領域内の反応波パケットと電子量子ビットの両方を追跡する。 我々は,モデル内の反応性座標に沿ってウェーブパック分岐を駆動するメカニズムとして,電子キュービットを強調する。 さらに、波束がCIを通過すると、拡張分岐が直接観察される。 したがって、化学反応に影響を及ぼす力は、ciに対する波束の位置に依存する効果的な測定誘起消耗速度と見なすことができる。 以上の結果から, 化学反応の量子収量などの巨視的興味の定量化における散逸の役割について, より複雑な化学動力学シミュレーションの基盤となるものと考えられる。

関連論文リスト

• Nonlinear dynamical Casimir effect and Unruh entanglement in waveguide QED with parametrically modulated coupling [83.88591755871734]
  理論的には、1次元導波路に対して動く2レベル量子ビットの配列について検討する。 この運動の周波数が2倍のクビット共鳴周波数に近づくと、光子のパラメトリック生成と量子ビットの励起を誘導する。 我々は、摂動図式技術と厳密なマスター方程式アプローチの両方を取り入れた包括的一般理論フレームワークを開発する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-08-30T15:54:33Z)
• Extending Non-Perturbative Simulation Techniques for Open-Quantum Systems to Excited-State Proton Transfer and Ultrafast Non-Adiabatic Dynamics [0.0]
  我々は、正確なシミュレーションを可能にする陽子移動の連続的な「反応座標」を含める方法を示す。 我々はまた、超高速光化学における様々な問題の研究に使用できる、散逸と駆動効果の正確な量子的処理を維持する方法を示した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-05-14T15:26:42Z)
• On-demand transposition across light-matter interaction regimes in bosonic cQED [69.65384453064829]
  ボソニックcQEDは、非線形回路素子に結合した高温超伝導キャビティの光電場を用いる。 空洞コヒーレンスを劣化させることなく, 相互作用系を高速に切り替える実験を行った。 我々の研究は、単一のプラットフォーム内での光-物質相互作用のフル範囲を探索する新しいパラダイムを開く。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-12-22T13:01:32Z)
• Simulating polaritonic ground states on noisy quantum devices [0.0]
  小型でノイズの多い量子デバイス上で電子-光子結合系をシミュレーションするための一般的なフレームワークを提案する。 化学的精度を達成するために, 量子ビット還元法における様々な対称性を利用する。 化学反応性に基本的に関係している基底状態エネルギーと光子数という2つの特性を測る。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-10-03T14:45:54Z)
• Direct observation of geometric phase in dynamics around a conical intersection [0.0]
  工学的な円錐交差を走行するウェーブパケットの力学における幾何学的位相干渉を実験的に観察する。 トラップイオンの2次元ウェーブパレット密度を再構成する手法を開発した。 実験は理論モデルと一致し、核量子効果を正確に記述するアナログ量子シミュレータの能力を示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-11-14T13:00:13Z)
• Sensing of magnetic field effects in radical-pair reactions using a quantum sensor [50.591267188664666]
  特定の化学反応における磁場効果(MFE)は、過去50年間によく確立されてきた。 我々は、局所的なスピン環境とセンサーとの結合を考慮して、ラジカル対の精巧で現実的なモデルを採用する。 2つのモデル系に対して、ラジカル対とNV量子センサの弱い結合状態においても検出可能なMFEの信号を導出する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-09-28T12:56:15Z)
• Quantum Computation of Hydrogen Bond Dynamics and Vibrational Spectra [0.37187295985559027]
  本稿では,水素結合系と,量子論理を用いたより一般的な化学力学問題を解くための枠組みを紹介する。 本稿では,QSCOUT ion-trap 量子コンピュータを用いて本手法の実証実験を行った。 分子の量子化学力学と振動スペクトルを研究するための新しいパラダイムを導入する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-04-18T21:42:54Z)
• Tuning long-range fermion-mediated interactions in cold-atom quantum simulators [68.8204255655161]
  コールド原子量子シミュレータにおける工学的な長距離相互作用は、エキゾチックな量子多体挙動を引き起こす。 そこで本研究では,現在実験プラットフォームで利用可能ないくつかのチューニングノブを提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-03-31T13:32:12Z)
• Self-oscillating pump in a topological dissipative atom-cavity system [55.41644538483948]
  光共振器に結合した量子ガス中を励起する創発的機構について報告する。 散逸により、空洞場はその2つの四角形の間に進化し、それぞれが異なる中心対称結晶構造に対応する。 この自己振動は、トポロジカル強結合モデルにおける電子の輸送を記述する時間周期ポテンシャルに類似する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-12-21T19:57:30Z)
• Orientational quantum revivals induced by a single-cycle terahertz pulse [2.4298571485464913]
  単一サイクルのTHzパルスを用いた配向量子再生(OQR)の生成に関する解析的および数値的研究を行った。 原理の証明として、線形極性分子HCNのパルスパラメータを実験的に許容する手法について検討する。 関連する量子機構を可視化するために,時間進化作用素のマグナス展開を用いた3状態分光モデルを導出する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-09-26T05:14:50Z)
• Probing eigenstate thermalization in quantum simulators via fluctuation-dissipation relations [77.34726150561087]
  固有状態熱化仮説(ETH)は、閉量子多体系の平衡へのアプローチの普遍的なメカニズムを提供する。 本稿では, ゆらぎ・散逸関係の出現を観測し, 量子シミュレータのフルETHを探索する理論に依存しない経路を提案する。 我々の研究は、量子シミュレータにおける熱化を特徴づける理論に依存しない方法を示し、凝縮物質ポンプ-プローブ実験をシミュレーションする方法を舗装する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-07-20T18:00:02Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。