論文の概要: Accelerating relaxation through Liouvillian exceptional point

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2305.12745v3
• Date: Tue, 6 Jun 2023 10:27:45 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-06-07 19:37:19.979086
• Title: Accelerating relaxation through Liouvillian exceptional point
• Title（参考訳）: リウビリアン例外点による緩和の促進
• Authors: Yan-Li Zhou, Xiao-Die Yu, Chun-Wang Wu, Xie-Qian Li, Jie Zhang, Weibin Li, Ping-Xing Chen
• Abstract要約: 我々は、リウビリア例外点(LEP)によるマルコフ開量子系の緩和の高速化について検討する。 縮退は、リウヴィリア作用素のギャップを著しく増加させ、そのような系が定常に収束する際の時間スケールを決定する。 我々はこの手法を拡張し、閉じ込められたイオンのレーザー冷却を分析し、そこでは振動(フォノン)が電子状態と結合する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.241215974168251
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We investigate speeding up of relaxation of Markovian open quantum systems with the Liouvillian exceptional point (LEP), where the slowest decay mode degenerate with a faster decay mode. The degeneracy significantly increases the gap of the Liouvillian operator, which determines the timescale of such systems in converging to stationarity, and hence accelerates the relaxation process. We explore an experimentally relevant three level atomic system, whose eigenmatrices and eigenspectra are obtained completely analytically. This allows us to gain insights in the LEP and examine respective dynamics with details. We illustrate that the gap can be further widened through Floquet engineering, which further accelerates the relaxation process. Finally, we extend this approach to analyze laser cooling of trapped ions, where vibrations (phonons) couple to the electronic states. An optimal cooling condition is obtained analytically, which agrees with both existing experiments and numerical simulations. Our study provides analytical insights in understanding LEP, as well as in controlling and optimizing dissipative dynamics of atoms and trapped ions.
• Abstract（参考訳）: 我々は、より高速な崩壊モードで最も遅い崩壊モードが縮退するLouvillianException point (LEP)によるマルコフ開量子系の緩和の高速化について検討する。 退化はリウビリアン作用素のギャップを大きく増加させ、そのような系の定常性への収束における時間スケールを決定するため、緩和過程を加速する。 固有行列と固有スペクトルが完全に解析的に得られる3段階の原子系を実験的に検討する。 これにより、LEPの洞察を得て、各ダイナミクスを詳細に調べることができます。 このギャップをフロッケ工学によってさらに拡大し,緩和過程をさらに加速できることを示す。 最後に、このアプローチを拡張して、閉じ込められたイオンのレーザー冷却を分析し、振動(フォノン)が電子状態と結合する。 最適冷却条件は解析的に得られ、既存の実験と数値シミュレーションの両方と一致する。 本研究は、LEPの理解と、原子とイオンの散逸ダイナミクスの制御と最適化に関する分析的な知見を提供する。

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