論文の概要: Controlling Many-Body Quantum Chaos: Bose-Hubbard systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2401.17744v1
- Date: Wed, 31 Jan 2024 11:03:58 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-02-01 14:50:59.386992
- Title: Controlling Many-Body Quantum Chaos: Bose-Hubbard systems
- Title（参考訳）: 多体量子カオスの制御:Bose-Hubbardシステム
- Authors: Lukas Beringer, Mathias Steinhuber, Juan Diego Urbina, Klaus Richter,
Steven Tomsovic
- Abstract要約: この研究は、光学格子に閉じ込められた超低温のボゾンガスに対する多体量子カオスの量子制御応用を開発する。
ターゲティングとして知られるテクニックでは、制御の障害ではなく、不安定がリソースとなる。
量子多体傷のカスタム状態準備と安定化への明示的な応用を1次元および2次元格子で示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: This work develops a quantum control application of many-body quantum chaos
for ultracold bosonic gases trapped in optical lattices. It is long known how
to harness exponential sensitivity to changes in initial conditions for control
purposes in classically chaotic systems. In the technique known as targeting,
instead of a hindrance to control, the instability becomes a resource.
Recently, this classical targeting has been generalized to quantum systems
either by periodically countering the inevitable quantum state spreading or by
introducing a control Hamiltonian, where both enable localized states to be
guided along special chaotic trajectories toward any of a broad variety of
desired target states. Only strictly unitary dynamics are involved; i.e., it
gives a coherent quantum targeting. In this paper, the introduction of a
control Hamiltonian is applied to Bose-Hubbard systems in chaotic dynamical
regimes. Properly selected unstable mean field solutions can be followed quite
rapidly to states possessing precise phase relationships and occupancies. In
essence, the method generates a quantum simulation technique that can access
rather special states. The protocol reduces to a time-dependent control of the
chemical potentials, opening up the possibility for application in optical
lattice experiments. Explicit applications to custom state preparation and
stabilization of quantum many-body scars are presented in one- and
two-dimensional lattices (three-dimensional applications are similarly
possible).
- Abstract（参考訳）: この研究は、光学格子に閉じ込められた超低温ボゾンガスに対する多体量子カオスの量子制御応用を開発する。
古典的なカオスシステムにおける制御目的の初期条件の変化に対して指数的感度を利用する方法が長年知られている。
ターゲティングとして知られるテクニックでは、制御の障害ではなく、不安定がリソースとなる。
近年、この古典的ターゲティングは、必然的な量子状態の拡散に周期的に対抗するか、あるいは制御ハミルトニアンを導入することによって量子系に一般化され、両者とも、幅広い望ましい対象状態のいずれかに対して、特別なカオス軌道に沿って局所状態が導かれる。
厳密にユニタリダイナミクスのみが関与しており、すなわち、コヒーレントな量子ターゲティングを与える。
本稿では, カオス力学系におけるボース・ハッバード系に対する制御ハミルトニアンの導入について述べる。
適切に選択された不安定な平均場解は、正確な位相関係と占有状態を持つ状態に非常に高速に追従することができる。
本質的に、この手法は特別な状態にアクセスできる量子シミュレーション技術を生成する。
このプロトコルは化学ポテンシャルの時間依存的な制御に還元され、光学格子実験に応用される可能性が開ける。
量子多体傷のカスタム状態準備および安定化への明示的な応用は、1次元および2次元格子で示される(同様に3次元の応用も可能である)。
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