論文の概要: Superconductor-Insulator Transition in Weakly Monitored Josephson Junction Arrays
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.04556v1
- Date: Thu, 05 Dec 2024 19:00:17 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-12-09 15:54:55.982851
- Title: Superconductor-Insulator Transition in Weakly Monitored Josephson Junction Arrays
- Title（参考訳）: 弱監視ジョセフソン接合アレイにおける超伝導-絶縁体遷移
- Authors: Purnendu Das, Sumilan Banerjee,
- Abstract要約: オープン量子系における測定と浴槽工学による量子状態の制御と操作は、多体物理学における新しいパラダイムとして登場した。
繰り返しモニタリングによって, 絶縁状態が超伝導体に変換され, その逆も可能であることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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- Abstract: Control and manipulation of quantum states by measurements and bath engineering in open quantum systems, and associated phenomena, such as measurement-induced phase transitions, have emerged as new paradigms in many-body physics. Here, taking a prototypical example of Josephson junction arrays (JJAs), we show how repetitive monitoring can transform an insulating state in these systems to a superconductor and vice versa. To this end, we study the effects of continuous weak measurements and feedback control on isolated JJAs in the absence of any external thermal bath. The monitoring due to combined effect of measurements and feedback, inducing non-unitary evolution and dissipation, leads to a long-time steady state characterized by an effective temperature in a suitably defined semiclassical limit. However, we show that the quantum dissipation due to monitoring has fundamental differences with equilibrium quantum and/or thermal dissipation in the well-studied case of JJAs in contact with an Ohmic bath. In particular, using a variational approximation, and by considering the semiclassical, strong measurement/feedback and weak-coupling limits, we demonstrate that this difference can give rise to re-entrant steady-state phase transitions, resulting in transition from an effective low-temperature insulating normal state to superconducting state at intermediate temperature. Our work emphasizes the role of quantum feedback, that acts as an additional knob to control the effective temperature of non-equilibrium steady state leading to a phase diagram, not explored in earlier works on monitored and open quantum systems.
- Abstract（参考訳）: オープン量子系における測定と浴場工学による量子状態の制御と操作、および測定誘起相転移などの関連する現象は、多体物理学において新しいパラダイムとして登場した。
ここでは、ジョセフソン接合配列(JJA)の原型例を例に、繰り返し監視がこれらの系における絶縁状態を超伝導体に変換し、その逆の方法を示す。
そこで本研究では, 外部熱浴の欠如によるJJAの連続的弱測定とフィードバック制御が, 分離されたJJAに与える影響について検討した。
測定とフィードバックの複合効果によるモニタリングは、非単体進化と散逸を誘導し、適切に定義された半古典的極限における有効温度によって特徴づけられる長時間の定常状態をもたらす。
しかし, 観測による量子散逸は, オオミック浴に接触したJJAの場合, 平衡量子および/または熱散逸と根本的な相違があることが判明した。
特に, 変動近似を用いて, 半古典的, 強い測定・フィードバック, 弱い結合限界を考慮し, この差が再入射定常相転移を生じさせ, 有効低温絶縁常態状態から中間温度の超伝導状態への遷移をもたらすことを示した。
我々の研究は、非平衡定常状態が位相図に導く有効温度を制御するための追加のノブとして機能する量子フィードバックの役割を強調している。
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