論文の概要: Thermodynamics and State Preparation in a Two-State System of Light
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.14838v1
- Date: Fri, 22 Nov 2024 10:22:03 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-11-25 15:02:53.805212
- Title: Thermodynamics and State Preparation in a Two-State System of Light
- Title（参考訳）: 光の2状態系における熱力学と状態形成
- Authors: Christian Kurtscheid, Andreas Redmann, Frank Vewinger, Julian Schmitt, Martin Weitz,
- Abstract要約: 2段階の量子システムを熱環境に結合することは根本的な問題であり、キュービット状態の準備からスピンモデルまで幅広い応用がある。
Nボソンが熱浴に結合した2レベル系に浮かび上がることを実証した。
我々の実験は、量子技術における状態準備と量子熱力学の研究を約束する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License:
- Abstract: The coupling of two-level quantum systems to the thermal environment is a fundamental problem, with applications ranging from qubit state preparation to spin models. However, for the elementary problem of the thermodynamics of an ensemble of bosons populating a two-level system despite its conceptual simplicity experimental realizations are scarce. Using an optical dye microcavity platform, we thermalize photons in a two-mode system with tunable chemical potential, demonstrating N bosons populating a two-level system coupled to a heat bath. Under pulsed excitation, Josephson oscillations between the two quantum states demonstrate the possibility for coherent manipulation. In contrast, under stationary conditions the thermalization of the two-mode system is observed. As the energetic splitting between eigenstates is two orders of magnitude smaller than thermal energy, at low occupations an almost equal distribution of the modes occupation is observed, as expected from Boltzmann statistics. For larger occupation, we observe efficient population of the ground state and saturation of the upper level at high filling, expected from quantum statistics. Our experiment holds promise for state preparation in quantum technologies as well as for quantum thermodynamics studies.
- Abstract（参考訳）: 2レベル量子系の熱環境への結合は、量子ビット状態の準備からスピンモデルに至るまで、基本的な問題である。
しかし、概念的単純性に欠ける実験的な実現にもかかわらず、2レベル系に飛び散るボソンの集合体の熱力学に関する基本的な問題については、ほとんどない。
光学染料マイクロキャビティプラットフォームを用いて光子を2モードで加熱し,熱浴に結合した2レベル系のNボソンを観察した。
パルス励起下では、2つの量子状態間のジョセフソン振動はコヒーレントな操作の可能性を示す。
対照的に、定常条件下では、2モード系の熱化が観察される。
固有状態間のエネルギー分割は熱エネルギーよりも2桁小さいため、ボルツマン統計から予想されるように、低い占有ではモード占有のほぼ等しい分布が観測される。
より大きな占有のために、量子統計学から期待される、基底状態の効率的な人口と上層階の飽和を高い充填度で観測する。
我々の実験は、量子技術における状態準備と量子熱力学の研究を約束する。
関連論文リスト
- Thermalization and Criticality on an Analog-Digital Quantum Simulator [133.58336306417294]
本稿では,69個の超伝導量子ビットからなる量子シミュレータについて述べる。
古典的Kosterlitz-Thouless相転移のシグネチャと,Kibble-Zurekスケール予測からの強い偏差を観測する。
本システムは, 対角二量体状態でディジタル的に調製し, 熱化時のエネルギーと渦の輸送を画像化する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-05-27T17:40:39Z) - Limits for coherent optical control of quantum emitters in layered
materials [49.596352607801784]
2レベルシステムのコヒーレントな制御は、現代の量子光学において最も重要な課題の一つである。
我々は、六方晶窒化ホウ素中の機械的に単離された量子エミッタを用いて、共振駆動下での光遷移のコヒーレンスに影響を与える個々のメカニズムを探索する。
基礎となる物理的デコヒーレンス機構に関する新たな洞察は、システムのコヒーレント駆動が可能であるまで温度の限界を示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-12-18T10:37:06Z) - Thermodynamic Phase Diagram of Two-Dimensional Bosons in a Quasicrystal
Potential [0.0]
相互作用するボソンの熱力学的位相図を二次元等質準結晶ポテンシャルで決定する。
この結果は量子モンテカルロシミュレーションを用いて得られた。
特に,粒径パラメータ範囲の通常の流体に対して,真のボースガラス相の安定化を示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-10-27T15:09:36Z) - Heat transport in an optical lattice via Markovian feedback control [0.0]
マルコフフィードバック制御を用いて、1次元Bose-Hubbard鎖の境界に結合する2つの有効な熱浴を合成する。
システムサイズによるスケーリングや障害に対する応答など,定常的な熱電流について検討する。
原子状量子ガス中の物質の熱電流の定常状態の量子シミュレーションのための経路を提供する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-07-27T16:35:24Z) - Demonstrating Quantum Microscopic Reversibility Using Coherent States of
Light [58.8645797643406]
本研究では, 量子系が熱浴と相互作用する際の可視性に関する量子一般化を実験的に提案する。
微視的可逆性の原理に対する量子修正が低温限界において重要であることを検証した。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-05-26T00:25:29Z) - Floquet-heating-induced Bose condensation in a scar-like mode of an open
driven optical-lattice system [62.997667081978825]
浴槽による消散とフロケット加熱の相互作用は,非平衡ボース凝縮を引き起こす可能性が示唆された。
我々の予測は、フロケ=ボルン=マルコフ理論から導かれる運動の運動方程式を用いて解く顕微鏡モデルに基づいている。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-04-14T17:56:03Z) - Non-equilibrium quantum thermodynamics of a particle trapped in a
controllable time-varying potential [0.0]
ハーモニックポテンシャルからダブルウェルへの移行に伴う浮遊ナノ粒子のダイナミクスについて検討した。
Wehrlエントロピー生成のダイナミクスとその速度について検討する。
システムに対するユニタリと散逸部品の効果と競合を実証する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-10-29T16:25:25Z) - Taking the temperature of a pure quantum state [55.41644538483948]
温度は一見単純な概念で、量子物理学研究の最前線ではまだ深い疑問が浮かび上がっています。
本稿では,量子干渉による純状態の温度測定手法を提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-03-30T18:18:37Z) - Superposition of two-mode squeezed states for quantum information
processing and quantum sensing [55.41644538483948]
2モード圧縮状態(TMSS)の重ね合わせについて検討する。
TMSSは量子情報処理や量子センシングに潜在的な応用がある。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-02-01T18:09:01Z) - Ergotropy from coherences in an open quantum system [0.0]
量子ビットからなる開量子系の定常状態において、ゼロでないエルゴトロピーを持つことが可能であることを示す。
この結果から,弱いカップリング状態において,消散熱浴によって充電される量子電池を設計できることが示唆された。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-05-18T07:03:39Z) - Prethermalization of quantum systems interacting with non-equilibrium
environments [0.0]
本研究では,第1熱貯留層に結合した2レベル系を,異なる温度で第2熱風呂に対向させる方法を検討した。
系が最初に熱平衡に近づいた遷移現象である予熱を観測する。
この場合、系内のエネルギー電流は過渡的な特徴を示し、システムが最終的に非平衡定常状態に達する前に方向を切り替えることもできる。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-05-15T09:46:51Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。