論文の概要: Quantum Entanglement in the Rabi Model with the Presence of the $A^{2}$ Term
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.04555v1
- Date: Fri, 6 Sep 2024 18:30:32 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-09-10 22:10:46.324300
- Title: Quantum Entanglement in the Rabi Model with the Presence of the $A^{2}$ Term
- Title（参考訳）: A^{2}$項が存在するラビモデルにおける量子エンタングルメント
- Authors: Zakaria Boutakka, Zoubida Sakhi, Mohamed Bennai,
- Abstract要約: 量子ラビモデル(QRM)は、Cavity Quantum Electrodynamics (Cavity QED)における量子レベルでの光-物質相互作用を記述するために用いられる。
本研究では,QRMの挙動と,光物質量子ハミルトニアンにおける$A2$項の影響を比較検討する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The quantum Rabi model (QRM) is used to describe the light-matter interaction at the quantum level in Cavity Quantum Electrodynamics (Cavity QED). It consists of a two-level system (atom or qubit) coupled to a single-mode quantum field, and by introducing an atom into a cavity alters the electromagnetic mode configuration within it. In the realm of Cavity QED, a notable consequence of this alteration is the emergence of a gauge-dependent diamagnetic term referred to as the $A^{2}$ contribution. In this study, we comparatively analyze the behaviors of the QRM and the influence of the $A^{2}$ term in the light-matter quantum Hamiltonian by examining the energy spectrum properties in the strong-coupling regime. We then investigate the ground state of the system, measuring its nonclassical properties via the Wigner distribution function for different photon number distribution in Fock space. Finally, we calculate the quantum entanglement in the ground state over the Von Neumann entropy. Our findings reveal that the $A^{2}$ term and the number of cavity Fock states $N$ significantly impact the amount of the quantum entanglement, highlighting their pivotal role.
- Abstract（参考訳）: 量子ラビモデル(QRM)は、Cavity Quantum Electrodynamics (Cavity QED)における量子レベルでの光-物質相互作用を記述するために用いられる。
これは、単一モードの量子場に結合された2段階のシステム(原子または量子ビット)で構成され、空洞に原子を導入することで、内部の電磁モードの構成を変化させる。
Cavity QEDの領域では、この変化の顕著な結果として、ゲージ依存の反磁性項が出現し、これは$A^{2}$コントリビューションと呼ばれる。
本研究では,QRMの挙動と光物質量子ハミルトニアンにおける$A^{2}$項の影響を,強結合系におけるエネルギースペクトル特性を調べることによって比較検討する。
次に、Fock空間における光子数分布の異なるウィグナー分布関数を用いて、その非古典的性質を計測し、システムの基底状態について検討する。
最後に、フォン・ノイマンエントロピー上の基底状態における量子絡み合いを計算する。
A^{2}$項とキャビティフォックの数は、量子絡み合いの量に大きな影響を与え、それらの重要な役割を浮き彫りにする。
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