論文の概要: Observing Time-Dependent Energy Level Renormalisation in an Ultrastrongly Coupled Open System
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.15928v1
- Date: Wed, 28 Aug 2024 16:40:55 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-08-29 15:21:26.807632
- Title: Observing Time-Dependent Energy Level Renormalisation in an Ultrastrongly Coupled Open System
- Title（参考訳）: 超強結合開系における時間依存性エネルギー準位正規化の観測
- Authors: Alessandra Colla, Florian Hasse, Deviprasath Palani, Tobias Schaetz, Heinz-Peter Breuer, Ulrich Warring,
- Abstract要約: オープン量子系のエネルギーレベルに強い結合とメモリ効果がどのような影響を及ぼすかを示す。
測定結果によると、システムのエネルギーレベルは、素系の周波数の15%まで変化している。
本研究は, 強結合開量子系における動的エネルギー準位再正規化の直接的証拠を提供する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 37.69303106863453
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Understanding how strong coupling and memory effects influence the energy levels of open quantum systems is a complex and challenging problem. Here, we show these effects by probing the transition frequency of an open two-level system within the Jaynes-Cummings model, experimentally realised using Ramsey interferometry in a single trapped 25Mg+ ion. Measurements of the system, coupled to a single-mode environment, reveal a time-dependent shift in the system's energy levels of up to 15% of the bare system frequency. This shift, accurately predicted using an open system ansatz of minimal dissipation, results purely from ultra-strong system-mode interactions and the buildup of correlations. Time-averaged measurements converge to the dispersive Lamb shift predictions and match dressed-state energies, indicating that this observed shift represents a generalised Lamb shift applicable across all coupling and detuning regimes. Our findings provide direct evidence of dynamic energy level renormalisation in strongly coupled open quantum systems, although the total system-environment Hamiltonian is static; this underscores the significance of memory effects in shaping the reduced system's energy landscape. These results offer more profound insights into Hamiltonian renormalisation, essential for strong-coupling quantum thermodynamics and advancements in all quantum platforms.
- Abstract（参考訳）: 開量子系のエネルギーレベルに強い結合とメモリの影響がどう影響するかを理解することは複雑で難しい問題である。
本稿では,Jaynes-Cummingsモデル内の開放二層系の遷移周波数を探索し,Ramseyインターフェロメトリを用いて単一トラップ25Mg+イオン中で実験的に実現した。
単一モード環境と結合したシステムの測定では、システムのエネルギーレベルが素系の周波数の最大15%に時間依存的な変化を示す。
このシフトは、極小散逸のオープン・システム・アンサッツを用いて正確に予測され、超強系-モード相互作用と相関の蓄積によって純粋に生じる。
時間平均測定は分散ランブシフト予測と整合状態エネルギーに収束し、この観測されたシフトは全ての結合および変形状態に適用できる一般化ランブシフトを表すことを示している。
本研究は, 高結合型オープン量子系における動的エネルギー準位再正規化の直接的証拠を提供するが, 全系環境ハミルトニアンは静的である。
これらの結果は、強いカップリング量子熱力学と全ての量子プラットフォームにおける進歩に不可欠なハミルトン再正規化に関するより深い洞察を与える。
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