論文の概要: Critical quantum geometric tensors of parametrically-driven nonlinear resonators

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.14414v1
• Date: Fri, 22 Dec 2023 03:31:58 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-12-25 16:14:48.336007
• Title: Critical quantum geometric tensors of parametrically-driven nonlinear resonators
• Title（参考訳）: パラメトリック駆動非線形共振器の臨界量子幾何テンソル
• Authors: Hao-Long Zhang, Jia-Hao Lv, Ken Chen, Xue-Jia Yu, Fan Wu, Zhen-Biao Yang, and Shi-Biao Zheng
• Abstract要約: パラメトリック駆動非線形共振器は、フォールトトレラント量子計算を実現するためのビルディングブロックを表す。 臨界現象は、他の量子系と相互作用することなく起こる。 この研究は、量子計量とベリー曲率が量子相転移の様々な挙動を示すことを示した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.743814444071535
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Parametrically driven nonlinear resonators represent a building block for realizing fault-tolerant quantum computation and are useful for critical quantum sensing. From a fundamental viewpoint, the most intriguing feature of such a system is perhaps the critical phenomena, which can occur without interaction with any other quantum system. The non-analytic behaviors of its eigenspectrum have been substantially investigated, but those associated with the ground state wavefunction have largely remained unexplored. Using the quantum ground state geometric tensor as an indicator, we comprehensively establish a phase diagram involving the driving parameter $\varepsilon$ and phase $\phi$. The results reveal that with the increase in $\varepsilon$, the system undergoes a quantum phase transition from the normal to the superradiant phase, with the critical point unaffected by $\phi$. Furthermore, the critical exponent and scaling dimension are obtained by an exact numerical method, which is consistent with previous works. Our numerical results show that the phase transition falls within the universality class of the quantum Rabi model. This work reveals that the quantum metric and Berry curvature display diverging behaviors across the quantum phase transition.
• Abstract（参考訳）: パラメトリック駆動非線形共振器は、フォールトトレラント量子計算を実現するためのビルディングブロックであり、臨界量子センシングに有用である。 基本的な観点からすると、そのような系の最も興味深い特徴はおそらく、他の量子系との相互作用なしに生じる臨界現象である。 固有スペクトルの非解析的挙動は実質的に研究されているが、基底状態波動関数に関連するものはほとんど未調査のままである。 量子基底状態幾何学的テンソルを指標として、駆動パラメータ $\varepsilon$ と phase $\phi$ を含む位相図を包括的に確立する。 その結果、$\varepsilon$の増加に伴い、システムは通常から超ラジアント相への量子相転移を行い、臨界点は$\phi$の影響を受けないことが明らかとなった。 さらに, 臨界指数とスケーリング次元は, 従来の作業と一致した, 厳密な数値的手法によって求めた。 その結果、位相遷移は量子ラビモデルの普遍性クラスに含まれることがわかった。 この研究は、量子計量とベリー曲率が量子相転移の様々な挙動を示すことを示した。

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