論文の概要: Observation of Non-Markovian Spin Dynamics in a Jaynes-Cummings-Hubbard
Model using a Trapped-Ion Quantum Simulator
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2205.15529v1
- Date: Tue, 31 May 2022 04:15:24 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-11 04:08:49.458115
- Title: Observation of Non-Markovian Spin Dynamics in a Jaynes-Cummings-Hubbard
Model using a Trapped-Ion Quantum Simulator
- Title（参考訳）: トラップイオン量子シミュレータによるJanes-Cummings-Hubbardモデルにおける非マルコフスピンダイナミクスの観察
- Authors: B.-W. Li, Q.-X. Mei, Y.-K. Wu, M.-L. Cai, Y. Wang, L. Yao, Z.-C. Zhou
and L.-M. Duan
- Abstract要約: 最大32個のイオンを用いたJaynes-Cummings-Hubbardモデルの量子シミュレーションを報告する。
本研究は、多体物理学およびオープン量子システムのための強力な量子シミュレータとして、捕捉されたイオン系を実証する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.23453441553817037
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Jaynes-Cummings-Hubbard (JCH) model is a fundamental many-body model for
light-matter interaction. As a leading platform for quantum simulation, the
trapped ion system has realized the JCH model for two to three ions. Here we
report the quantum simulation of the JCH model using up to 32 ions. We verify
the simulation results even for large ion numbers by engineering low
excitations and thus low effective dimensions; then we extend to 32 excitations
for an effective dimension of $2^{77}$, which is difficult for classical
computers. By regarding the phonon modes as baths, we explore Markovian or
non-Markovian spin dynamics in different parameter regimes of the JCH model,
similar to quantum emitters in a structured photonic environment. We further
examine the dependence of the non-Markovian dynamics on the effective Hilbert
space dimension. Our work demonstrates the trapped ion system as a powerful
quantum simulator for many-body physics and open quantum systems.
- Abstract（参考訳）: Jaynes-Cummings-Hubbard (JCH) モデルは光-物質相互作用の基本的な多体モデルである。
量子シミュレーションの主要なプラットフォームとして、閉じ込められたイオン系は2〜3つのイオンのjchモデルを実現している。
ここでは、最大32個のイオンを用いたJCHモデルの量子シミュレーションを報告する。
低励起数と低有効次元の工学により、大きなイオン数でもシミュレーション結果を検証し、32個の励起数に拡張し、有効次元2^{77}$を計算し、古典的コンピュータでは難しい。
フォノンモードを風呂として扱うことで、構造化フォトニック環境における量子エミッタと同様に、JCHモデルの異なるパラメータ状態におけるマルコフあるいは非マルコフスピンダイナミクスを探索する。
さらに、非マルコフ力学の有効ヒルベルト空間次元への依存性について検討する。
本研究は多体物理学とオープン量子システムのための強力な量子シミュレータとして閉じ込められたイオン系を実証する。
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