論文の概要: Equilibration of Non-interacting Photons and Quantum Signatures of Chaos

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2307.13200v3
• Date: Fri, 25 Jul 2025 07:13:20 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-07-28 16:16:48.63764
• Title: Equilibration of Non-interacting Photons and Quantum Signatures of Chaos
• Title（参考訳）: 非相互作用光子の平衡とカオスの量子信号
• Authors: V. M. Bastidas, H. L. Nourse, A. Sakurai, A. Hayashi, S. Nishio, Kae Nemoto, W. J. Munro,
• Abstract要約: 単一粒子カオスが非相互作用光子の平衡に繋がることを示す。 平衡の基本的なメカニズムは、演算子拡散と量子干渉であることを示す。 本稿では,多粒子キックロータのリアルなフォトニック実装を提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Equilibration plays a fundamental role in our understanding of statistical mechanics and the long-time dynamics of many-body systems. In quantum systems, the route to equilibration is intimately related to level repulsion and quantum signatures of chaos that are encoded in their unitary evolution. Chaotic quantum systems exhibit the level statistics characteristic of ensembles of random matrices. In this work, we demonstrate that single-particle chaos leads to equilibration of many non-interacting photons. We show that the underlying mechanisms for equilibration are operator spreading and quantum interference. More specifically, we demonstrate that the unitary dynamics of a general Floquet system implemented using single-mode phase shifters and multiport beamsplitters leads to equilibration of photons. We propose a realistic photonic implementation of the multiparticle kicked rotor, which is a Floquet system that we use as a concrete example of our general approach.
• Abstract（参考訳）: 平衡は、統計力学と多体系の長期力学の理解において、基本的な役割を担っている。 量子系において、平衡への経路は、そのユニタリ進化において符号化されるカオスのレベル反発と量子シグネチャと密接に関連している。 カオス量子系はランダム行列のアンサンブルのレベル統計特性を示す。 本研究では、単一粒子カオスが多くの非相互作用光子の平衡に繋がることを示す。 平衡の基本的なメカニズムは、演算子拡散と量子干渉であることを示す。 具体的には、単一モード位相シフト器とマルチポートビームスプリッタを用いて実装された一般フロケット系のユニタリダイナミクスが光子の平衡に繋がることを示した。 本稿では,Floquetシステムを用いた多粒子キックロータの現実的なフォトニック実装を提案する。

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