論文の概要: Decoupling of External and Internal Dynamics in Driven Two-level Systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.01511v2
- Date: Thu, 21 Nov 2024 09:35:53 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-11-22 15:16:06.220323
- Title: Decoupling of External and Internal Dynamics in Driven Two-level Systems
- Title（参考訳）: 駆動型二段系における外部・内部ダイナミクスの疎結合
- Authors: Samuel Böhringer, Alexander Friedrich,
- Abstract要約: レーザー駆動の2レベル系を、各状態の外部自由度にのみ作用する方程式の集合に分解する方法を示す。
我々は、時間依存減衰を持つ古典振動子に訴えることにより、この問題の解法を特徴づける方法を提供する。
運動場位相のチャープは、デチューニング演算子の力学のエレンフェスト/平均値部分を補償する手段として自然に現れることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 49.96265870315999
- License:
- Abstract: We show how a laser driven two-level system including quantized external degrees of freedom for each state can be decoupled into a set of oscillator equations acting only on the external degrees of freedom with operator valued damping representing the detuning. We give a way of characterizing the solvability of this family of problems by appealing to a classical oscillator with time-dependent damping. As a consequence of this classification we (a) obtain analytic and representation-free expressions for Rabi oscillations including external degrees of freedom with and without an external linear potential, (b) show that whenever the detuning operator can be diagonalized (analytically or numerically) the problem decomposes into a set of classical equations and (c) we can use the oscillator equations as a perturbative basis to describe Rabi oscillations in weak but otherwise arbitrary external potentials. Moreover, chirping of the driving fields phase emerges naturally as a means of compensating the Ehrenfest/mean-value part of the detuning operator's dynamics while the presence of driving phase noise leads to a stochastic evolution equation of Langevin type. Lastly, our approach is representation free with respect to the external degrees of freedom and as consequence a suitable representation or basis expansion can be chosen a posteriori depending on the desired application at hand.
- Abstract（参考訳）: 本研究では、各状態に対する量子化された外部自由度を含むレーザ駆動の2レベル系を、外部自由度のみに作用する振動子方程式の集合に分解し、デチューニングを表す演算子値の減衰を図示する。
我々は、時間依存減衰を持つ古典振動子に訴えることにより、この問題の解法を特徴づける方法を提供する。
この分類の結果、私たちは
(a)外部線形ポテンシャルをもたない自由度を含むラビ振動の解析的・表現的表現自由表現
(b)デチューニング作用素が(解析的あるいは数値的に)対角化されるとき、問題は古典方程式の集合に分解されることを示す。
(c) 振動子方程式を摂動基底として、弱いがそれ以外の任意の外部ポテンシャルにおけるラビ振動を記述することができる。
さらに、駆動磁場相のチャープは、駆動位相ノイズの存在がランゲヴィン型の確率進化方程式につながる間、デチューニング作用素の力学のエレンフェスト/平均値部分を補償する手段として自然に現れる。
最後に、我々のアプローチは外部自由度に関して自由表現であり、その結果、所望の応用に応じて適切な表現や基底展開を選択することができる。
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