論文の概要: Effective description of cooling and thermal shifts in quantum systems
coupled to bosonic modes
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2305.03183v1
- Date: Thu, 4 May 2023 22:06:58 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-08 16:07:20.137706
- Title: Effective description of cooling and thermal shifts in quantum systems
coupled to bosonic modes
- Title（参考訳）: ボソニックモードに結合した量子系における冷却と熱シフトの効果的記述
- Authors: Simon B. J\"ager and Ralf Betzholz
- Abstract要約: 発散ボソニックモードに動的に結合した量子系に対する効果的なリンドブラッドマスター方程式が導入された。
ここでは,この実効マスター方程式を用いて,光物質相互作用を持つ系の冷却を記述できることを実証する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Recently, an effective Lindblad master equation for quantum systems whose
dynamics are coupled to dissipative bosonic modes has been introduced [Phys.
Rev. Lett. \textbf{129} 063601 (2022)]. In this approach, the bosonic modes are
adiabatically eliminated and one can effectively describe the dynamics of the
quantum systems. Here, we demonstrate that this effective master equation can
also be used to describe cooling in systems with light-matter interactions. We
provide two examples: sideband cooling of an optomechanical oscillator in the
unresolved as well as resolved sideband regime and cooling of an interacting
quantum system, the transverse-field Ising model. We compare our effective
description with a full numerical simulation of the composite formed by the
quantum system plus bosonic mode and find an excellent agreement. In addition,
we present how the effective master equation can be extended to the case of
non-vanishing mean thermal occupations of the bosonic mode. We use this
approach to calculate modifications of the linewidth and frequency for a
two-level system coupled to a dissipative thermal bosonic mode. Here, we
highlight that our approach allows for a massive reduction of the underlying
Liouville-space dimension.
- Abstract（参考訳）: 近年,散逸型ボソニックモードに動的に結合した量子系に対する効果的なリンドブラッドマスター方程式が導入された[Phys]。
Rev. Lett.
bf{129} 063601 (2022)]
このアプローチでは、ボソニックモードは断続的に排除され、量子系のダイナミクスを効果的に記述することができる。
ここでは,この実効マスター方程式を用いて,光物質相互作用を持つ系の冷却を記述できることを実証する。
2つの例を挙げる: 未解決および解決されたサイドバンド機構におけるオプトメカニカル発振器のサイドバンド冷却と相互作用量子系の冷却、横場イジングモデル。
実効的な説明と量子システムとボソニックモードによる合成の完全な数値シミュレーションを比較し,良好な一致を見出す。
さらに, 実効マスター方程式を, ボソニックモードの非消滅平均熱的占有の場合まで拡張する方法について述べる。
本手法は, 放散熱ボソニックモードに結合した2レベル系の線幅と周波数の変化を計算するために用いられる。
ここでは,このアプローチが基盤となるリウヴィル空間次元の大幅な削減を可能にすることを強調する。
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