論文の概要: Dynamics of spin-momentum entanglement from superradiant phase transitions

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.03827v2
• Date: Thu, 27 Jun 2024 14:14:20 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-06-28 20:06:29.660827
• Title: Dynamics of spin-momentum entanglement from superradiant phase transitions
• Title（参考訳）: 超ラジカル相転移からのスピン-モーメントエンタングルメントのダイナミクス
• Authors: Oksana Chelpanova, Kushal Seetharam, Rodrigo Rosa-Medina, Nicola Reiter, Fabian Finger, Tobias Donner, Jamir Marino,
• Abstract要約: 実験により実現可能な多体空洞QEDモデルについて検討した。 結果として得られるモデルは、擬スピン作用素から構築されたディック・ハミルトン多様体の対からなる。 このような絡み合った状態に系の力学を操る際の空洞損失の役割について論じる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Exploring operational regimes of many-body cavity QED with multi-level atoms remains an exciting research frontier for their enhanced storage capabilities of intra-level quantum correlations. In this work, we consider an experimentally feasible many-body cavity QED model describing a four-level system, where each of those levels is formed from a combination of different spin and momentum states of ultra-cold atoms in a cavity. The resulting model comprises a pair of Dicke Hamiltonians constructed from pseudo-spin operators, effectively capturing two intertwined superradiant phase transitions. The phase diagram reveals regions featuring weak and strong entangled states of spin and momentum atomic degrees of freedom. These states exhibit different dynamical responses, ranging from slow to fast relaxation, with the added option of persistent entanglement temporal oscillations. We discuss the role of cavity losses in steering the system's dynamics into such entangled states and propose a readout scheme that leverages different light polarizations within the cavity. Our work paves the way to connect the rich variety of non-equilibrium phase transitions that occur in many-body cavity QED to the buildup of quantum correlations in systems with multi-level atom descriptions.
• Abstract（参考訳）: マルチレベル原子を用いた多体キャビティQEDの運用体制の探索は、レベル内量子相関の強化された記憶能力のエキサイティングな研究フロンティアである。 本研究では, 実験可能な多体キャビティQEDモデルについて検討し, それぞれのレベルは, キャビティ内の超低温原子の異なるスピンと運動量状態の組み合わせから形成される。 結果として得られるモデルは、擬スピン作用素から構築されたディッキー・ハミルトンの対で構成され、2つの中間超ラジアント相転移を効果的に捕捉する。 位相図は、スピンの弱く強い絡み合った状態と運動量原子の自由度を特徴とする領域を明らかにする。 これらの状態は、緩やかな緩和から速い緩和まで様々な動的反応を示し、持続的絡み合い時間振動のオプションが追加されている。 我々は, キャビティの損失が, 系の力学を絡み合った状態にステアリングする役割について論じ, キャビティ内の異なる光分極を利用する読み出し方式を提案する。 我々の研究は、多体共振器 QED で発生する様々な非平衡相転移を、多レベル原子記述を持つ系における量子相関の蓄積に繋ぐ方法である。

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