論文の概要: Discovery of an Unconventional Quantum Echo by Interference of Higgs Coherence

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.10912v1
• Date: Mon, 18 Dec 2023 03:39:17 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-12-20 21:28:27.940410
• Title: Discovery of an Unconventional Quantum Echo by Interference of Higgs Coherence
• Title（参考訳）: ヒッグスコヒーレンス干渉による非典型的な量子エコーの発見
• Authors: C. Huang, M. Mootz, L. Luo, D. Cheng, J. M. Park, R. H. J. Kim, Y. Qiang, V. L. Quito, Yongxin Yao, P. P. Orth, I. E. Perakis and J. Wang
• Abstract要約: 超伝導ギャップのテラヘルツパルス対変調は、コヒーレントヒッグスの集団の「時間格子」を生成する。 これらの現象は、平衡粒子-ホール対称性によって禁止された周波数で発生するヒッグスエコースペクトルピークとして現れる。 ヒッグス干渉と不調和は、駆動された超伝導のデコヒーレンスを制御する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.6364409691582438
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Nonlinearities in quantum systems are fundamentally characterized by the interplay of phase coherences, their interference, and state transition amplitudes. Yet the question of how quantum coherence and interference manifest in transient, massive Higgs excitations, prevalent within both the quantum vacuum and superconductors, remains elusive. One hallmark example is photon echo, enabled by the generation, preservation, and retrieval of phase coherences amid multiple excitations. Here we reveal an unconventional quantum echo arising from the Higgs coherence in superconductors, and identify distinctive signatures attributed to Higgs anharmonicity. A terahertz pulse-pair modulation of the superconducting gap generates a "time grating" of coherent Higgs population, which scatters echo signals distinct from conventional spin- and photon-echoes in atoms and semiconductors. These manifestations appear as Higgs echo spectral peaks occurring at frequencies forbidden by equilibrium particle-hole symmetry, an asymmetric delay in the echo formation from the dynamics of the "reactive" superconducting state, and negative time signals arising from Higgs-quasiparticle anharmonic coupling. The Higgs interference and anharmonicity control the decoherence of driven superconductivity and may enable applications in quantum memory and entanglement.
• Abstract（参考訳）: 量子系の非線形性は、位相コヒーレンス、干渉、状態遷移振幅の相互作用によって特徴づけられる。 しかし、過渡的で巨大なヒッグス励起において量子コヒーレンスと干渉がどのように現れるのかという問題は、量子真空と超伝導の両方で広く見られる。 一つは光子エコーで、複数の励起の中で位相コヒーレンスの生成、保存、検索が可能である。 ここでは、超伝導体のヒッグスコヒーレンスから生じる非伝統的な量子エコーを明らかにし、ヒッグス非調和性に起因する特徴を同定する。 超伝導ギャップのテラヘルツパルスペア変調はコヒーレントヒッグス集団の「時間格子」を生成し、原子や半導体の従来のスピンおよびフォトンエコーとは異なるエコー信号を散乱させる。 これらの現象は、平衡粒子-ホール対称性によって禁止される周波数で発生するヒッグスエコースペクトルピーク、"反応性"超伝導状態のダイナミクスからのエコー形成の非対称遅延、ヒッグス-四粒子アンハーモニックカップリングから生じる負の時間信号として現れる。 ヒッグス干渉と非調和性は駆動型超伝導のデコヒーレンスを制御し、量子記憶や絡み合いへの応用を可能にする。

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