論文の概要: Simulating and probing many-body quantum states in waveguide-QED systems with giant atoms

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.20653v1
• Date: Mon, 28 Oct 2024 01:20:47 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-10-29 12:22:09.259020
• Title: Simulating and probing many-body quantum states in waveguide-QED systems with giant atoms
• Title（参考訳）: 巨大原子を用いた導波管-QED系における多体量子状態のシミュレーションと探索
• Authors: C. L. Yang, W. Z. Jia,
• Abstract要約: 本研究では、巨大原子wQEDの文脈で対角線オーブリー・アンドルー・ハーパーモデル(AAH)をシミュレートするための理論的枠組みを提案する。 提案手法では、導波路のフォトニックモードを用いて原子間の相互作用を媒介するだけでなく、原子アレイのエネルギースペクトルを検出する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: Waveguide quantum electrodynamics (wQED) with giant atoms provides a distinctive opportunity to study one-dimensional (1D) coupled spin systems through its unique decoherence-free interactions. This study presents a theoretical framework for simulating the diagonal Aubry-Andr\'e-Harper (AAH) model in the context of giant-atom wQED. The proposed scheme employs photonic modes in the waveguide to not only mediate interactions between atoms but also to detect the energy spectrum of the atom array. To illustrate the effectiveness of this approach, we present a simulation of the Hofstadter butterfly spectrum with high precision. Furthermore, for an incommensurate AAH atomic chain, we demonstrate that the photon transmission spectrum can accurately distinguish between the many-body localized phase and the extended phase. The method presented here is also applicable to the simulation of other types of 1D atomic chains based on giant-atom wQED.
• Abstract（参考訳）: 巨大な原子を持つ導波管量子電磁力学(wQED)は、そのユニークなデコヒーレンスフリー相互作用を通じて1次元(1D)結合スピン系を研究する特別な機会を提供する。 本研究では、巨大原子wQEDの文脈で対角線オーブリー・アンドルー・ハーパーモデル(AAH)をシミュレートするための理論的枠組みを提案する。 提案手法では、導波路のフォトニックモードを用いて原子間の相互作用を媒介するだけでなく、原子アレイのエネルギースペクトルを検出する。 本手法の有効性を説明するために,ホフスタッター蝶のスペクトルを高精度にシミュレーションする。 さらに、不規則なAAH原子鎖に対して、光子透過スペクトルが多体局在相と拡張相を正確に区別できることを実証する。 この方法はまた、巨大原子wQEDに基づく他の1次元原子鎖のシミュレーションにも適用できる。

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