論文の概要: Exotic Behavior of Parity in the Superradiant Phase of Quantum Rabi
Model
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2210.00188v1
- Date: Sat, 1 Oct 2022 04:39:00 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-24 05:18:40.956384
- Title: Exotic Behavior of Parity in the Superradiant Phase of Quantum Rabi
Model
- Title（参考訳）: 量子ラビ模型の超ラジアント相におけるパリティのエキゾチックな挙動
- Authors: Yun-Tong Yang, Junpeng Liu and Hong-Gang Luo
- Abstract要約: 空間反転変換の下での量子力学波動関数の対称性を記述するパリティは、量子システムを解く上で重要な役割を果たす。
ここでは、QRMの超ラジアント相におけるエキゾチックパリティ挙動を、数値的正確な対角化により解決する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.2737743462233537
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Parity describing the symmetry of quantum mechanics wavefunction under space
inversion transformation not only plays an essential role in solving quantum
systems but also can be used to manipulate and measure the motional quantum
states of such hybrid quantum systems as quantum Rabi model(QRM) and/or its
variants through parity measurements. Here we address an exotic parity behavior
of the QRM in its superradiant phase by numerical exact diagonalization,
namely, the parities of eigenstates of the QRM behave irregular in the strong
coupling regime but the sum of parities for each pair of eigenstates beginning
from the ground state remains vanishing. It is found that this exotic behavior
originates from the comparability of the photon distribution in the odd and
even components of Fock basis when the eigenenergies of each pair of
eigenstates approach enough to each other and physically is due to the emergent
double-well potential induced by the strong coupling between the single-mode
photon field and the two-level atom. The result not only uncovers the physics
not known previously in the QRM but also makes an intrinsic limitation on the
measurement precision of motional quantum states through parity measurements in
modern quantum science and technologies.
- Abstract（参考訳）: 空間反転変換の下での量子力学波動関数の対称性を記述するパリティは、量子システムを解く上で重要な役割を果たすだけでなく、量子ラビモデル(QRM)やその変量といったハイブリッド量子系の運動量子状態の操作や測定にも利用できる。
ここでは、QRMの対角化による超ラジアント相におけるエキゾチックパリティの挙動、すなわち、QRMの固有状態のパリティは強い結合状態において不規則に振る舞うが、基底状態から始まる一対の固有状態のパリティの和は消える。
このエキゾチックな挙動は、各一対の固有状態の固有エネルギーが互いに十分に接近するときにフォック基底の奇数および偶数成分の光子分布の可視性から生じており、これは単モード光子場と二レベル原子との強い結合によって引き起こされる創発的な二重井戸電位に起因する。
この結果は、以前はQRMで知られていなかった物理学だけでなく、現代の量子科学や技術におけるパリティの測定を通じて、運動量子状態の測定精度に固有の制限を与える。
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