論文の概要: Tripartite quantum Rabi model with trapped Rydberg ions
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.14718v2
- Date: Sat, 1 Jun 2024 23:15:16 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-06-04 19:52:07.779789
- Title: Tripartite quantum Rabi model with trapped Rydberg ions
- Title(参考訳): リドベルクイオンを閉じ込めた三部晶量子ラビモデル
- Authors: Thomas J. Hamlyn, Chi Zhang, Igor Lesanovsky, Weibin Li,
- Abstract要約: 3部量子ラビモデル(TQRM)について検討する。
ボソニックモードはスピン-スピン相互作用を通じて2つのスピン-1/2$粒子に同時結合し、スピン-スピン-ボソン結合をもたらす。
TQRMの対称性は、スピン状態間のエネルギー差を表す変形パラメータに依存する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 2.8222069737852187
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We investigate a tripartite quantum Rabi model (TQRM) wherein a bosonic mode concurrently couples to two spin-$1/2$ particles through a spin-spin interaction, resulting in a spin-spin-boson coupling -- a departure from conventional quantum Rabi models featuring bipartite spin-boson couplings. The symmetries of the TQRM depend on the detuning parameter, representing the energy difference between the spin states. At zero detuning a parity symmetry renders the TQRM reducible to a quantum Rabi model. A subradiant to superradiant transition in the groundstate is predicted as the tripartite coupling strength increases. For non-zero detuning the total spin emerges as the sole conserved quantity in the TQRM. It is found that superradiance prevails in the groundstate as long as the tripartite coupling remains non-zero. We derive the Braak $\mathcal{G}$-function of the TQRM analytically, with which the eigenspectra are obtained. The TQRM can be realized in a viable trapped Rydberg ion quantum simulator, where the required tripartite couplings and single body interactions in the TQRM are naturally present. Our study opens opportunities to explore and create novel correlations and entanglement in the spin and motional degrees of freedoms with the TQRM.
- Abstract(参考訳): スピン-スピン相互作用によって2つのスピン-1/2$の粒子にボソニックモードが同時結合し、スピン-スピン-ボソン結合が生じる三部量子ラビモデル(TQRM)について検討する。
TQRMの対称性は、スピン状態間のエネルギー差を表す変形パラメータに依存する。
パリティ対称性をゼロにすると、TQRMは量子ラビモデルに還元可能である。
3部結合強度が増大するにつれて、基底状態におけるサブラジアントから超ラジアント遷移が予測される。
ゼロでない変形では、トータルスピンはTQRMの唯一の保存量として現れる。
3部結合が非ゼロのままである限り、基底状態において超放射能が優位に立つことが判明した。
我々は、TQRMのBraak $\mathcal{G}$-functionを解析的に導き、固有スペクトルを得る。
TQRMは、必要となる三部結合とTQRM内の単体相互作用が自然に存在する、リドバーグイオン量子シミュレーターで実現可能である。
我々の研究は、TQRMとスピンと運動の自由度における新しい相関関係と絡み合いを探求し、創出する機会を開く。
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