論文の概要: Oscillatory dissipative tunneling in an asymmetric double-well potential
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.13113v2
- Date: Mon, 30 Dec 2024 18:20:38 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-12-31 15:59:44.549855
- Title: Oscillatory dissipative tunneling in an asymmetric double-well potential
- Title（参考訳）: 非対称二重井戸電位における振動散逸トンネル
- Authors: Alejandro Cros Carrillo de Albornoz, Rodrigo G. Cortiñas, Max Schäfer, Nicholas E. Frattini, Brandon Allen, Delmar G. A. Cabral, Pablo E. Videla, Pouya Khazaei, Eitan Geva, Victor S. Batista, Michel H. Devoret,
- Abstract要約: 化学研究は、トンネリング速度の正確な測定能力を備えた、完全に調整可能な非対称二重井戸の恩恵を受けるだろう。
連続的に駆動されるKerrパラメトリック発振器と第3次非線形性からなる量子シミュレータシステムについて述べる。
我々の研究は、量子超伝導回路に基づくプロトン転移反応のアナログ分子シミュレータの開発のための第一歩である。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 32.65699367892846
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- Abstract: Dissipative tunneling remains a cornerstone effect in quantum mechanics. In chemistry, it plays a crucial role in governing the rates of chemical reactions, often modeled as the motion along the reaction coordinate from one potential well to another. The relative positions of energy levels in these wells strongly influence the reaction dynamics. Chemical research will benefit from a fully adjustable, asymmetric double-well equipped with precise measurement capabilities of the tunneling rates. In this paper, we show a quantum simulator system that consists of a continuously driven Kerr parametric oscillator with a third order non-linearity that can be operated in the quantum regime to create a fully tunable asymmetric double-well. Our experiment leverages a low-noise, all-microwave control system with a high-efficiency readout, based on a tunnel Josephson junction circuit, of the which-well information. We explore the reaction rates across the landscape of tunneling resonances in parameter space. We uncover two new and counter-intuitive effects: (i) a weak asymmetry can significantly decrease the activation rates, even though the well in which the system is initialized is made shallower, and (ii) the width of the tunneling resonances alternates between narrow and broad lines as a function of the well depth and asymmetry. We predict by numerical simulations that both effects will also manifest themselves in ordinary chemical double-well systems in the quantum regime. Our work is a first step for the development of analog molecule simulators of proton transfer reactions based on quantum superconducting circuits.
- Abstract（参考訳）: 散逸トンネルは量子力学における基礎的な効果である。
化学において、これは化学反応の速度の制御において重要な役割を担い、しばしばあるポテンシャルから別のポテンシャルへの反応座標に沿った運動としてモデル化される。
これらの井戸内のエネルギー準位の相対的な位置は反応力学に強く影響を及ぼす。
化学研究は、トンネリング速度の正確な測定能力を備えた、完全に調整可能な非対称二重井戸の恩恵を受けるだろう。
本稿では,連続的に駆動されるKerrパラメトリック発振器からなる量子シミュレータシステムについて述べる。
本実験では, トンネルジョセフソン接合回路に基づく高能率リードアウトを用いた低雑音全マイクロ波制御システムを用いた。
パラメータ空間におけるトンネル共鳴の風景における反応速度について検討する。
我々は2つの新しい直感的効果と反直感的効果を発見した。
(i) システムが初期化される井戸を浅くしても、弱い非対称性はアクティベーション率を著しく下げることができ、
(II)トンネル共鳴の幅は、井戸深さと非対称性の関数として狭線と広線の間で交互に変化する。
数値シミュレーションにより、どちらの効果も量子状態の通常の化学二重井戸系にも現れると予測する。
我々の研究は、量子超伝導回路に基づくプロトン転移反応のアナログ分子シミュレータの開発のための第一歩である。
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