論文の概要: Quantum synchronization and entanglement of dissipative qubits coupled to a resonator

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2308.03617v1
• Date: Mon, 7 Aug 2023 14:22:24 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-08-08 13:25:34.151163
• Title: Quantum synchronization and entanglement of dissipative qubits coupled to a resonator
• Title（参考訳）: 共振器に結合した散逸量子ビットの量子同期と絡み合い
• Authors: A.D.Chepelianskii and D.L.Shepelyansky
• Abstract要約: 散逸的Jaynes-Cummingsモデルの枠組みにおいて、複数のキュービットに結合した駆動キャビティの特性について検討する。 回転波近似(RWA)は、光子と量子ビットの強い結合を持つ有効なJaynes-Cummingsモデルに、原動力モデルの記述を還元することができることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We study the properties of a driven cavity coupled to several qubits in the framework of a dissipative Jaynes-Cummings model. We show that the rotating wave approximation (RWA) allows to reduce the description of original driven model to an effective Jaynes-Cummings model with strong coupling between photons and qubits. Two semi-analytical approaches are developed to describe the steady state of this system. We first treat the weak dissipation limit where we derive perturbative series of rate equations that converge to the exact RWA steady-state except near the cavity resonance. This approach exactly describes the multi-photon resonances in the system. Then in the strong dissipation limit we introduce a semiclassical approximation which allows to reproduce the mean spin-projections and cavity state. This approach reproduces the RWA exactly in the strong dissipation limit but provides good qualitative trends even in more quantum regimes. We then focus on quantum synchronization of qubits through their coupling to the cavity. We demonstrate the entangled steady state of a pair of qubits synchronized through their interaction with a driven cavity in presence of dissipation and decoherence. Finally we discuss synchronization of a larger number of qubits.
• Abstract（参考訳）: 散逸型jaynes-cummingsモデルの枠組みにおける複数の量子ビットに結合した駆動キャビティの特性について検討した。 回転波近似(RWA)により、光子と量子ビットの強い結合を持つ有効なJaynes-Cummingsモデルへの原動力モデルの記述を低減できることを示す。 このシステムの定常状態を記述するための2つの半解析的手法が開発されている。 まず, 弱散逸限界を扱い, キャビティ共鳴以外の正確なrwa定常状態に収束する速度方程式の摂動列を導出する。 このアプローチはシステム内の多光子共鳴を正確に記述する。 次に、強い散逸限界において、平均スピン射影とキャビティ状態を再現できる半古典近似を導入する。 このアプローチはrwaを強い散逸限界で正確に再現するが、より多くの量子状態においても良い定性的傾向をもたらす。 次に,量子ビットのキャビティへの結合による量子同期に注目する。 本研究では,一対の量子ビットが,消散と脱コヒーレンスの存在下で駆動キャビティと相互作用して同期する様子を実証する。 最後に、より多くのキュービットの同期について論じる。

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