論文の概要: Quantum Fisher information and polaron picture for identification of transition coupling in quantum Rabi model
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.10657v1
- Date: Fri, 15 Mar 2024 19:49:46 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-03-19 22:34:14.709438
- Title: Quantum Fisher information and polaron picture for identification of transition coupling in quantum Rabi model
- Title（参考訳）: 量子ラビモデルにおける遷移結合の同定のための量子フィッシャー情報とポーラロン画像
- Authors: Zu-Jian Ying, Wen-Long Wang, Bo-Jian Li,
- Abstract要約: 我々は、量子ラビモデルにおける量子フィッシャー情報(QFI)を用いて遷移結合を同定する。
遷移結合の正確な式は、ポラロン周波数再正規化の分極パワー-法則効果のインスピレーションによって得られる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.6027639313986529
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The quantum Rabi model (QRM) is a fundamental model for light-matter interactions. A fascinating feature of the QRM is that it manifests a quantum phase transition which is applicable for critical quantum metrology (CQM). Effective application for CQM needs the exact location of the transition point, however the conventional expression for the transition coupling is only valid in the extreme limit of low frequency, while apart from zero frequency an accurate location is still lacking. In the present work we conversely use the quantum Fisher information (QFI) in the CQM to identify the transition coupling, which finds out that transition coupling indeed much deviates from the conventional one once a finite frequency is turned on. Polaron picture is applied to analytically reproduce the numeric QFI. An accurate expression for the transition coupling is obtained by the inspiration from the fractional-power-law effect of polaron frequency renormalization. From the QFI in the polaron picture we find that the transition occurs around a point where the effective velocity and the susceptibility of the single-photon absorption rate reach maximum. Our result provides an accurate reference of transition couplings for quantum metrology at non-zero frequencies. The formulation of the QFI in the polaron picture also prepares an analytic method with an accurate compensation for the parameter regime difficult to access for the numerics. Besides the integer/fractional power law analysis to extract the underlying physics of transition, the QFI/velocity relation may also add some insight in bridging the QFI and transition observables.
- Abstract（参考訳）: 量子ラビモデル(QRM)は光-物質相互作用の基本的なモデルである。
QRMの興味深い特徴は、臨界量子メートル法(CQM)に適用可能な量子相転移を示すことである。
CQMの効果的な応用は、遷移点の正確な位置を必要とするが、遷移結合の従来の表現は、0周波数以外は正確な位置が欠けているが、低周波数の極端な極限においてのみ有効である。
本研究では、CQMにおける量子フィッシャー情報(QFI)を用いて遷移結合を同定し、遷移結合が有限周波数をオンにすると、遷移結合が従来のものからかなり逸脱することを発見した。
ポラロン画像を用いて、数値QFIを解析的に再生する。
遷移結合の正確な式は、ポラロン周波数再正規化の分極パワー-法則効果のインスピレーションによって得られる。
ポーラロン画像のQFIから、単一光子吸収率の有効速度と感受性が最大となる点を中心に遷移が起こることが分かる。
この結果は、非ゼロ周波数における量子メートル法における遷移結合の正確な参照を提供する。
ポーラロン画像におけるQFIの定式化は、数値へのアクセスが困難なパラメータ状態に対して正確な補償を施した分析方法も作成する。
遷移の物理を抽出する整数/屈折力法則の解析に加えて、QFI/速度関係は、QFIと遷移可観測物のブリッジに関する洞察を与えるかもしれない。
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