論文の概要: Quantum Features of the Thermal Two-Qubit Quantum Rabi Model in Ultra- and Deep-Strong Regimes

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.23654v1
• Date: Mon, 31 Mar 2025 01:38:16 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-04-01 14:34:43.732122
• Title: Quantum Features of the Thermal Two-Qubit Quantum Rabi Model in Ultra- and Deep-Strong Regimes
• Title（参考訳）: 超深部・深部領域における熱2量子ラビモデルの量子特性
• Authors: Ciro Micheletti Diniz, Gabriella G. Damas, Norton G. de Almeida, Celso J. Villas Boas, G. D. de Moraes Neto,
• Abstract要約: 2量子ビット量子ラビモデル (2QQRM) は、単一のボソニックモードに結合された2つの量子ビットを記述する。 本研究では、熱平衡における2QQRMにおける量子相関と非古典状態の持続性について検討する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: Quantum correlations and non-classical states are indispensable resources for advancing quantum technologies, and their resilience at finite temperatures is crucial for practical experimental implementations. The two-qubit quantum Rabi model (2QQRM), a natural extension of the quantum Rabi model, describes two qubits coupled to a single bosonic mode and has been extensively studied in cavity quantum electrodynamics, superconducting circuits, and quantum information science. In this work, we investigate the persistence of quantum correlations and non-classical states in the 2QQRM at thermal equilibrium, focusing on the ultrastrong and deep strong coupling regimes. Through a systematic analysis of quantumness quantifiers, we demonstrate the emergence of long-lived quantum correlations, even in the presence of thermal noise. Notably, we uncover striking phenomena arising from the interplay between detuning and deep strong-coupling: in the high-frequency limit, where the qubit energy exceeds the cavity-mode energy, quantum criticality emerges, leading to a high degree of photon squeezing. In contrast, the opposite regime is characterized by robust qubit-qubit quantum correlations. Importantly, we show that both dispersive regimes exhibit quantum features that are remarkably robust to parameter fluctuations, making them advantageous for maintaining quantum coherence. These results highlight the exceptional resilience of quantum resources in the 2QQRM and provide valuable insights for developing quantum technologies operating under realistic, finite-temperature conditions.
• Abstract（参考訳）: 量子相関と非古典状態は量子技術の進歩に欠かせない資源であり、その有限温度でのレジリエンスは実用的な実験的実装に不可欠である。 量子ラビモデルの自然な拡張である2量子ビット量子ラビモデル(2QQRM)は、単一ボソニックモードに結合された2つの量子ビットを記述し、空洞量子力学、超伝導回路、量子情報科学で広く研究されている。 本研究では, 熱平衡における2QQRMの量子相関と非古典状態の持続性について検討し, 超強結合と強い結合状態に着目した。 量子性量子化器の系統的解析を通じて、熱雑音の存在下においても、長寿命の量子相関の出現を実証する。 量子ビットエネルギーがキャビティモードエネルギーを超えるような周波数制限下では、量子臨界性が出現し、高いレベルの光子スクイーズが発生する。 対照的に、反対の状態は、ロバスト量子ビット量子相関によって特徴づけられる。 重要なことは、分散状態は、パラメータ変動に対して非常に頑健な量子特性を示し、量子コヒーレンスを維持するのに有利であることを示す。 これらの結果は、2QQRMにおける量子リソースの例外的なレジリエンスを強調し、現実的な有限温度条件下で動く量子技術を開発する上で貴重な洞察を提供する。

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