論文の概要: Solutions to the multimode quantum Rabi model for ultrafast $W$-state
generation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2207.00775v1
- Date: Sat, 2 Jul 2022 08:36:02 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-06 23:37:57.585766
- Title: Solutions to the multimode quantum Rabi model for ultrafast $W$-state
generation
- Title（参考訳）: 超高速w$状態生成のためのマルチモード量子rabiモデルの解法
- Authors: Xun Gao, Liwei Duan, Jie Peng
- Abstract要約: 少なくとも$K$$(K=1,2,3,ldots)$光子を含む一連の暗黒状態解 $|phi_Krangle$ が見つかる。
これらの暗黒状態の特異性は、超強結合状態における決定論的および超高速な状態生成の道を開く。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.516506781847716
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We have obtained the analytical solutions of the multimode quantum Rabi model
when all modes have identical frequencies. A series of dark state solutions
$|\phi_K\rangle$ with at least $K$ $(K=1,2,3,\ldots)$ photons are found.
Extended to the two-qubit case, such solutions lie closet to a dark state
$\vert \psi_1\rangle$ with at most one photon in the spectrum, but will not
affect the adiabatic evolution along $\vert \psi_1\rangle$ because $\langle
\phi_K|\dot{H}|\psi_1\rangle=0$, and arbitrary single photon multimode $W$
state can be fast generated from $\vert \psi_1\rangle$. Interestingly, the
addition of Stark-shift terms could enlarge the effective energy gap between
$\vert \psi_1\rangle$ and its closet eigenstates, such that the $W$ state can
be ultrafast generated in a time proportional to the inverse of the resonator
frequency. Moreover, the generation time and fidelity can both be the same for
arbitrary $\vert W_M\rangle$. For this case, another kind of dark state which
is a product of just qubit ground states and photonic squeezed states exist in
the whole coupling regime with constant energy. The peculiarities of these dark
states pave the way of deterministic and ultrafast state-generation in the
ultrastrong coupling regime.
- Abstract（参考訳）: 我々は、全てのモードが同一周波数を持つマルチモード量子rabiモデルの解析解を得た。
少なくとも$K$$(K=1,2,3,\ldots)$ Photons を持つ一連のダークステートソリューション $|\phi_K\rangle$ が見つかる。
2量子ビットの場合に拡張すると、そのような解はスペクトル内の少なくとも1つの光子を持つ暗黒状態$\vert \psi_1\rangle$ に閉ざされるが、$\langle \phi_k|\dot{h}|\psi_1\rangle=0$ のために$\vert \psi_1\rangle$ に沿った断熱的進化には影響しない。
興味深いことに、スタークシフト項の追加は、$\vert \psi_1\rangle$とそのクローゼット固有状態の間の有効エネルギーギャップを拡大し、$W$状態は共振器周波数の逆数に比例して超高速に生成できる。
さらに、生成時間と忠実度は、任意の$\vert w_m\rangle$ に対して同じである。
この場合、通常の量子ビット基底状態とフォトニックスクイーズ状態の積である別の種類の暗黒状態は、一定のエネルギーを持つカップリングレジーム全体に存在する。
これらの暗黒状態の特異性は超強結合系における決定論的かつ超高速状態生成の道を開く。
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