論文の概要: Quantum catalysis in cavity quantum electrodynamics
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2305.19324v2
- Date: Tue, 14 May 2024 19:14:33 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-05-16 18:41:34.592750
- Title: Quantum catalysis in cavity quantum electrodynamics
- Title（参考訳）: キャビティ量子電気力学における量子触媒作用
- Authors: A. de Oliveira Junior, Martí Perarnau-Llobet, Nicolas Brunner, Patryk Lipka-Bartosik,
- Abstract要約: 触媒は、多くの科学分野、特に化学や生物学において重要な役割を担っている。
ここでは、原子が光学キャビティと相互作用するパラダイム量子光学装置の触媒過程を示す。
原子は触媒の役割を担い、キャビティ内で非古典的な光を決定論的に生成することができる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Catalysis plays a key role in many scientific areas, most notably in chemistry and biology. Here we present a catalytic process in a paradigmatic quantum optics setup, namely the Jaynes-Cummings model, where an atom interacts with an optical cavity. The atom plays the role of the catalyst, and allows for the deterministic generation of non-classical light in the cavity. Considering a cavity prepared in a ``classical'' coherent state, and choosing appropriately the atomic state and the interaction time, we obtain an evolution with the following properties. First, the state of the cavity has been modified, and now features non-classicality, as witnessed by sub-Poissonian statistics or Wigner negativity. Second, the process is catalytic, in the sense that the atom is deterministically returned to its initial state exactly, and can be re-used multiple times. What is more, we also show that our findings are robust under dissipation and can be applied to scenarios featuring cavity loss and atomic decay. Finally, we investigate the mechanism of this catalytic process, in particular highlighting the key role of correlations and quantum coherence.
- Abstract（参考訳）: 触媒は、多くの科学分野、特に化学や生物学において重要な役割を担っている。
ここでは、原子が光学キャビティと相互作用するジャイアン・カミングスモデル(Jaynes-Cummings model)というパラダイム的な量子光学セットアップで触媒過程を示す。
原子は触媒の役割を担い、キャビティ内で非古典的な光を決定論的に生成することができる。
古典的」なコヒーレントな状態で調製された空洞を考慮し、原子状態と相互作用時間を適切に選択することを考えると、以下の性質を持つ進化が得られる。
第一に、空洞の状態は修正され、現在は非古典性(英語版)を特徴としている。
第二に、このプロセスは触媒であり、原子は決定論的に初期状態に戻され、何度も再利用される。
さらに, 本研究の結果は散逸下では堅牢であり, キャビティ損失と原子崩壊を含むシナリオに適用可能であることも示唆した。
最後に, この触媒過程の機構, 特に相関と量子コヒーレンスの主な役割を明らかにする。
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