論文の概要: Quantum hyperspins: Highly nonclassical collective behavior in quantum optical parametric oscillators

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.05728v1
• Date: Fri, 08 Nov 2024 17:38:43 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-11-11 14:53:28.863347
• Title: Quantum hyperspins: Highly nonclassical collective behavior in quantum optical parametric oscillators
• Title（参考訳）: 量子超スピン:量子光学パラメトリック発振器における非古典的集団挙動
• Authors: Marcello Calvanese Strinati, Claudio Conti,
• Abstract要約: これは古典的多次元球面スピンの2番目の量子化バージョンであり、XYは2次元でスピンし、ハイゼンベルクは3次元でスピンする。 位相空間において、量子超スピンは、大きな粒子数の極限においても分解できないように、粒子数とともに半径がスケールする球状シェルとして表される。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: We report on the emergence of a highly non-classical collective behavior in quantum parametric oscillators, which we name quantum hyperspin, induced by a tailored nonlinear interaction. This is the second quantized version of classical multidimensional spherical spins, as XY spins in two dimensions, and Heisenberg spins in three dimensions. In the phase space, the quantum hyperspins are represented as spherical shells whose radius scales with the number of particles in a way such that it cannot be factorized even in the limit of large particle number. We show that the nonlinearly coupled quantum oscillators form a high-dimensional entangled state that is surprisingly robust with respect to the coupling with the environment. Such a behavior results from a properly engineered reservoir. Networks of entangled quantum hyperspins are a new approach to quantum simulations for applications in computing, Ising machines, and high-energy physics models. We analyze from first principles through ab initio numerical simulations the properties of quantum hyperspins, including the interplay of entanglement and coupling frustration.
• Abstract（参考訳）: 本稿では,量子パラメトリック発振器における非古典的集団挙動の出現について報告する。 これは古典的多次元球面スピンの2番目の量子化バージョンであり、XYは2次元でスピンし、ハイゼンベルクは3次元でスピンする。 位相空間において、量子超スピンは、大きな粒子数の極限においても分解できないように、粒子数とともに半径がスケールする球状シェルとして表される。 非線形結合型量子発振器は、環境との結合に対して驚くほど堅牢な高次元の絡み合った状態を形成する。 このような振舞いは適切に設計された貯水池から生じる。 絡み合った量子超スピンのネットワークは、コンピューティング、Isingマシン、高エネルギー物理モデルにおける量子シミュレーションの新しいアプローチである。 我々は、量子超スピンの性質を計算し、最初の原理から解析し、絡み合いとカップリングフラストレーションの相互作用を含む。

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