論文の概要: Optical pumping through the Liouvillian skin effect
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.12303v1
- Date: Wed, 17 Jul 2024 03:51:15 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-07-18 18:27:38.702511
- Title: Optical pumping through the Liouvillian skin effect
- Title（参考訳）: リウビリアン皮膚効果による光ポンピング
- Authors: De-Huan Cai, Wei Yi, Chen-Xiao Dong,
- Abstract要約: 我々は、リウビリアの皮膚効果の観点から、典型的な光ポンピングプロセスが理解可能であることを示した。
以上の結果から, 光ポンピングは, 状態調製と冷却に重要な意味を持つと考えられる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.3876737595427728
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The Liouvillian skin effect describes the boundary affinity of Liouvillian eignemodes that originates from the intrinsic non-Hermiticity of the Liouvillian superoperators. Dynamically, it manifests as directional flow in the transient dynamics, and the accumulation of population near open boundaries at long times. Intriguingly, similar dynamic phenomena exist in the well-known process of optical pumping, where the system is driven into a desired state (or a dark-state subspace) through the interplay of dissipation and optical drive. In this work, we show that typical optical pumping processes can indeed be understood in terms of the Liouvillian skin effect. By studying the Liouvillian spectra under different boundary conditions, we reveal that the Liouvillian spectra of the driven-dissipative pumping process sensitively depend on the boundary conditions in the state space, a signature that lies at the origin of the Liouvillian skin effect. Such a connection provides insights and practical means for designing efficient optical-pumping schemes through engineering Liouvillian gaps under the open-boundary condition. Based on these understandings, we show that the efficiency of a typical side-band cooling scheme for trapped ions can be dramatically enhanced by introducing counterintuitive dissipative channels. Our results provide a useful perspective for optical pumping, with interesting implications for state preparation and cooling.
- Abstract（参考訳）: リウヴィリアのスキン効果は、リウヴィリアのスーパーオペレーターの本質的な非ハーミティック性に由来するリウヴィリアのアイグネムオーデの境界親和性を記述する。
動的には、過渡的力学における方向流として現れ、長い時間に開境界付近で個体群が蓄積される。
興味深いことに、同様の力学現象はよく知られた光ポンピングのプロセスに存在し、そこでは系は消散と光駆動の相互作用を通じて所望の状態(または暗黒状態の部分空間)に駆動される。
本研究は、リウビリアの皮膚効果の観点から、典型的な光ポンピングプロセスが実際に理解可能であることを示す。
異なる境界条件下でリウビリアスペクトルを研究することにより、駆動散逸励起過程のリウビリアスペクトルが状態空間の境界条件に敏感に依存していることが明らかとなる。
このような接続は、開境界条件下での工学的ユビリアンギャップを通じて効率的な光ポンピングスキームを設計するための洞察と実践的な手段を提供する。
これらの知見に基づき、トラップイオンに対する典型的なサイドバンド冷却方式の効率は、直感的消散チャネルを導入することで劇的に向上できることを示す。
以上の結果から, 光ポンピングは, 状態調製と冷却に重要な意味を持つと考えられる。
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