論文の概要: Laser-painted cavity-mediated interactions in a quantum gas
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.07492v1
- Date: Mon, 13 May 2024 06:13:16 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-05-14 14:44:50.715515
- Title: Laser-painted cavity-mediated interactions in a quantum gas
- Title（参考訳）: レーザー塗装された空洞を介する量子気体の相互作用
- Authors: Mariano Bonifacio, Francesco Piazza, Tobias Donner,
- Abstract要約: 超低温の原子ガスに基づく実験プラットフォームは、複雑なシステムの量子シミュレーションを大幅に進歩させた。
本稿では,レーザー塗装された空洞媒介相互作用を用いた実験手法を提案する。
提案手法は,キャビティ量子力学の汎用性とレーザ操作の精度を組み合わせたものである。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Experimental platforms based on ultracold atomic gases have significantly advanced the quantum simulation of complex systems, yet the exploration of phenomena driven by long-range interactions remains a formidable challenge. Currently available methods utilizing dipolar quantum gases or multi-mode cavities allow to implement long-range interactions with a $1/r^3$ character or with a spatial profile fixed by the mode-structure of the vacuum electromagnetic field surrounding the atoms, respectively. Here we propose an experimental scheme employing laser-painted cavity-mediated interactions, which enables the realization of atom-atom interactions that are fully tunable in range, shape, and sign. Our approach combines the versatility of cavity quantum electrodynamics with the precision of laser manipulation, thus providing a highly flexible platform for simulating and understanding long-range interactions in quantum many-body systems. Our analytical predictions are supported by numerical simulations describing the full dynamics of atoms, laser, and cavity. The latter demonstrate that there is a wide and experimentally accessible parameter regime where our protocol optimally works. The methodology not only paves the way for exploring new territories in quantum simulation but also enhances the understanding of fundamental physics, potentially leading to the discovery of novel quantum states and phases.
- Abstract（参考訳）: 超低温の原子ガスを基盤とした実験プラットフォームは複雑なシステムの量子シミュレーションを著しく進歩させたが、長距離相互作用によって引き起こされる現象の探索は依然として困難な課題である。
現在利用可能な双極性量子ガスまたは多モードキャビティを利用する方法は、1/r^3$文字または原子を取り囲む真空電磁場のモード構造によって固定された空間プロファイルとの長距離相互作用を実装することができる。
本稿では,レーザー塗布された空洞を介する相互作用を応用した実験手法を提案する。
提案手法はキャビティ量子力学の汎用性とレーザー操作の精度を組み合わせることで,量子多体系における長距離相互作用をシミュレーションし理解するための,高柔軟性なプラットフォームを提供する。
我々の解析的予測は、原子、レーザー、空洞のフルダイナミックスを記述する数値シミュレーションによって支持される。
後者は、我々のプロトコルが最適に機能する広範囲かつ実験的に利用できるパラメータ構造があることを実証する。
この手法は、量子シミュレーションにおいて新しい領域を探索する方法を舗装するだけでなく、基礎物理学の理解を深め、新しい量子状態や位相の発見につながる可能性がある。
関連論文リスト
- Quantum emulation of the transient dynamics in the multistate
Landau-Zener model [50.591267188664666]
本研究では,Landau-Zenerモデルにおける過渡ダイナミクスを,Landau-Zener速度の関数として検討する。
我々の実験は、工学的なボソニックモードスペクトルに結合した量子ビットを用いたより複雑なシミュレーションの道を開いた。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-11-26T15:04:11Z) - A scalable superconducting quantum simulator with long-range
connectivity based on a photonic bandgap metamaterial [0.0]
超伝導フォトニックバンドギャップメタマテリアルに局所的に接続された量子ビットの線形配列に基づく量子シミュレータアーキテクチャを提案する。
メタマテリアルは量子バスとして、量子ビットと量子ビットの相互作用を媒介し、また多重量子ビット状態測定のための読み出しチャネルとして機能する。
我々は、量子多体カオスに基づく測定効率の高いプロトコルを用いて、システムのハミルトニアンを特徴づける。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-06-26T06:51:54Z) - Quantum electrodynamics of intense laser-matter interactions: A tool for
quantum state engineering [0.1465840097113565]
我々は、強いレーザー-原子相互作用の包括的完全に量子化された記述を提供する。
我々は高調波発生の過程について詳述する。
半古典理論の文脈では明らかにできない新しい現象について論じる。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-06-09T07:07:30Z) - Tunable photon-mediated interactions between spin-1 systems [68.8204255655161]
我々は、光子を媒介とする効果的なスピン-1系間の相互作用に、光遷移を持つマルチレベルエミッタを利用する方法を示す。
本結果は,空洞QEDおよび量子ナノフォトニクス装置で利用可能な量子シミュレーションツールボックスを拡張した。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-06-03T14:52:34Z) - Tuning long-range fermion-mediated interactions in cold-atom quantum
simulators [68.8204255655161]
コールド原子量子シミュレータにおける工学的な長距離相互作用は、エキゾチックな量子多体挙動を引き起こす。
そこで本研究では,現在実験プラットフォームで利用可能ないくつかのチューニングノブを提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-03-31T13:32:12Z) - Visualizing spinon Fermi surfaces with time-dependent spectroscopy [62.997667081978825]
固体系において確立されたツールである時間依存性光電子分光法を低温原子量子シミュレーターに応用することを提案する。
1次元の$t-J$モデルの正確な対角化シミュレーションで、スピノンが非占有状態の効率的なバンド構造に出現し始めることを示す。
ポンプパルス後のスペクトル関数の依存性はスピノン間の集団的相互作用を明らかにする。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-05-27T18:00:02Z) - Molecular spin qudits for quantum simulation of light-matter
interactions [62.223544431366896]
分子スピンキューディットは、物質と強く相互作用する光子場の量子力学をシミュレートする理想的なプラットフォームを提供する。
提案した分子量子シミュレータの基本単位は、マイクロ波パルスのみで制御されるスピン1/2とスピン$S$遷移金属イオンの単純な二量体で実現できる。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-03-17T15:03:12Z) - Cavity QED with Quantum Gases: New Paradigms in Many-Body Physics [0.0]
量子ガス空洞QEDの最近の展開と現状を概観する。
複合量子ガスキャビティシステムは、基本固体ハミルトニアンの実施、シミュレーション、実験を行う機会を提供する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-02-08T19:00:03Z) - Design of Light-Matter Interactions for Quantum Technologies [0.0]
我々は、量子コンピューティング、量子シミュレーション、および量子センシングの応用に適した効果的な光-物質相互作用を創出できる放射線パターンを設計する。
一方,我々は動的デカップリング技術を用いて,環境・制御分野のエラーに対して堅牢な量子演算を設計している。
一方、光-物質相互作用の一般化モデルについて研究し、ラビ・スタークモデルにおける選択的な多光子相互作用の発見につながった。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-01-27T21:30:36Z) - Analog quantum simulation of chemical dynamics [0.0]
アナログ量子シミュレータは、ボゾンモードを用いて分子動力学を効率的にシミュレートし、振動を表現できることを示す。
我々の手法は、ボソニック発振器に制御的に結合されたクーディットを持つ任意のデバイスで実装できる。
提案手法は, 近い将来, 古典的かつ難解な化学動力学シミュレーションを可能にすることを期待する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-12-03T11:52:38Z) - Quantum Hall phase emerging in an array of atoms interacting with
photons [101.18253437732933]
位相量子相は現代物理学の多くの概念の根底にある。
ここでは、トポロジカルエッジ状態、スペクトルランダウレベル、ホフスタッターバタフライを持つ量子ホール相が、単純な量子系に出現することを明らかにする。
このようなシステムでは、古典的なディックモデルによって記述されている光に結合した2レベル原子(量子ビット)の配列が、最近、低温原子と超伝導量子ビットによる実験で実現されている。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-03-18T14:56:39Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。