論文の概要: Hamiltonian Engineering of collective XYZ spin models in an optical cavity
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.19429v2
- Date: Tue, 2 Jul 2024 23:25:49 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-07-04 19:54:15.981294
- Title: Hamiltonian Engineering of collective XYZ spin models in an optical cavity
- Title（参考訳）: 光空洞における集合XYZスピンモデルのハミルトン工学
- Authors: Chengyi Luo, Haoqing Zhang, Anjun Chu, Chitose Maruko, Ana Maria Rey, James K. Thompson,
- Abstract要約: 合成量子システムを用いた量子シミュレーションは、多体物理学におけるオープンな疑問を探求するユニークな機会を提供する。
ここでは、任意の二次ハミルトニアンあるいは事実上無限の範囲チューナブルなハイゼンベルクXYZモデルとのオール・ツー・オールな相互作用を実現することができる。
2つ以上の関連する運動量状態を含むプラットフォームの汎用性は、キャビティトーンを追加することで、量子シミュレーションや、物質波干渉計や、光学時計や磁気センサなどの量子センサーにおける量子センシングの豊富な機会を開放するハミルトニアンの柔軟性と組み合わさったものです。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Quantum simulation using synthetic quantum systems offers unique opportunities to explore open questions in many-body physics and a path for the generation of useful entangled states. Nevertheless, so far many quantum simulators have been fundamentally limited in the models they can mimic. Here, we are able to realize an all-to-all interaction with arbitrary quadratic Hamiltonian or effectively an infinite range tunable Heisenberg XYZ model. This is accomplished by engineering cavity-mediated four-photon interactions between 700 rubidium atoms in which we harness a pair of momentum states as the effective pseudo spin or qubit degree of freedom. Using this capability we realize for the first time the so-called two-axis counter-twisting model at the mean-field level. The versatility of our platform to include more than two relevant momentum states, combined with the flexibility of the simulated Hamiltonians by adding cavity tones opens rich opportunities for quantum simulation and quantum sensing in matter-wave interferometers and other quantum sensors such as optical clocks and magnetometers
- Abstract（参考訳）: 合成量子システムを用いた量子シミュレーションは、多体物理学におけるオープンな質問を探索するユニークな機会を与え、有用な絡み合った状態を生成するための道筋を提供する。
それでも、これまで多くの量子シミュレーターは、それらが模倣できるモデルに根本的に制限されてきた。
ここでは、任意の二次ハミルトニアンあるいは事実上無限の範囲チューナブルなハイゼンベルクXYZモデルとのオール・ツー・オールな相互作用を実現することができる。
これは、700のルビジウム原子間の工学的な空洞による4光子相互作用によって達成され、そこでは1対の運動量状態が効果的な擬スピンまたはクビット自由度として利用される。
この能力を利用することで、平均場レベルでのいわゆる2軸逆回転モデルが初めて実現される。
我々のプラットフォームは、2つ以上の関連する運動量状態を含み、キャビティトーンを加えることでシミュレーションされたハミルトンの柔軟性と組み合わせることで、物質波干渉計および光学時計や磁気センサのような他の量子センサーにおける量子シミュレーションと量子センシングの豊富な機会が開ける。
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