論文の概要: Dissipation-driven formation of entangled dark states in
strongly-coupled inhomogeneous many-qubit systems in solid-state nanocavities
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2207.09523v1
- Date: Tue, 19 Jul 2022 19:33:32 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-04 12:42:13.929942
- Title: Dissipation-driven formation of entangled dark states in
strongly-coupled inhomogeneous many-qubit systems in solid-state nanocavities
- Title（参考訳）: 固体ナノキャビティ中の強結合不均一多ビット系における散逸誘起暗黒状態の生成
- Authors: Mikhail Tokman, Alex Behne, Brandon Torres, Maria Erukhimova, Yongrui
Wang, Alexey Belyanin
- Abstract要約: 量子化電磁空洞場に強く結合した多ビット系の量子力学について検討する。
初期量子状態の準備によっては、量子ビットのアンサンブルが、多くの量子ビットの絡み合った多種多様な状態へと進化できることが示される。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We study quantum dynamics of many-qubit systems strongly coupled to a
quantized electromagnetic cavity field in the presence of decoherence and
dissipation for both fermions and cavity photons, and taking into account the
varying coupling strength of different qubits to the cavity field and the
spread of their transition frequencies. Compact analytic solutions for
time-dependent quantum state amplitudes and observables are derived for a broad
class of open quantum systems in Lindblad approximation with the use of the
stochastic Schroedinger equation approach. We show that depending on the
initial quantum state preparation, an ensemble of qubits can evolve into a rich
variety of many-qubit entangled states with destructive or constructive
interference between the qubits. In particular, when only a small fraction of
qubits is initially excited, the dissipation in a cavity will inevitably drive
the system into robust dark states that are completely decoupled from the
cavity and live much longer than the decay time of the cavity field. We also
determine the conditions under which coherent coupling to the quantized cavity
field overcomes the dephasing caused by a spread of transition frequencies in
multi-qubit systems and leads to the formation of a decoupled dark state.
- Abstract（参考訳）: 量子化電磁キャビティ場に強く結合した多量子ビット系の量子力学を、フェルミオンとキャビティ光子の両方の脱コヒーレンスと消散の存在下で研究し、異なる量子ビットのキャビティ場へのカップリング強度と遷移周波数の拡散を考慮した。
時間依存型量子状態振幅と可観測値のコンパクトな解析解は、確率的シュレーディンガー方程式アプローチを用いてリンドブラッド近似の幅広い種類の開量子系に対して導かれる。
初期量子状態の準備により、量子ビットのアンサンブルは、量子ビット間の破壊的または構成的干渉を伴う多量子ビット絡み合い状態のリッチな種類へと発展する。
特に、当初はごくわずかな量子ビットしか励起しない場合、空洞内の散逸は必然的に、空洞から完全に切り離され、空洞場の崩壊時間よりもずっと長く生きられるような強い暗黒状態へとシステムを駆動する。
また, 量子化空洞場へのコヒーレント結合が, 多ビット系における遷移周波数の拡散による劣化を克服し, 分離した暗黒状態の形成につながる条件についても検討する。
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