論文の概要: Hybrid quantum lattice model: Polaritons, photons, and spin waves propagation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.12319v2
- Date: Tue, 22 Jul 2025 19:13:57 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-07-24 14:06:49.693916
- Title: Hybrid quantum lattice model: Polaritons, photons, and spin waves propagation
- Title（参考訳）: ハイブリッド量子格子モデル:偏光子、光子、スピン波伝搬
- Authors: Maritza Ahumada, Natalia Valderrama-Quinteros, Diego Tancara, Guillermo Romero,
- Abstract要約: 低次元系における量子励起の伝播の制御は量子技術にとって重要である。
本稿では,各格子ユニットが2レベルシステムと相互作用する単一モード共振器を統合する1次元ハイブリッド量子格子モデルを提案する。
この構成は、光-物質結合と量子ビット相互作用の相互作用によって、偏光子、スピン波、光子のコヒーレントな伝播を可能にする。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: Controlling the propagation of quantum excitations in low-dimensional systems is pivotal for quantum technologies, including communication networks and quantum simulators. We propose a one-dimensional hybrid quantum lattice model, where each lattice unit integrates a single-mode resonator that interacts with a two-level system (TLS), featuring direct coupling between adjacent TLSs. This configuration enables the coherent propagation of polaritons, spin waves, and photons, depending on the interplay between light-matter coupling and qubit-qubit interactions. Employing the time-evolving block decimation (TEBD) algorithm, we simulate the dynamics of various excitation configurations and analyze their transport characteristics using local observables. Our analysis reveals the importance of matching impedance and resonance conditions via system parameters for the propagation of different types of excitations or swapping the nature of excitations along the hybrid lattice. These findings offer insights into designing controllable quantum links and single-excitation swaps in low-dimensional quantum systems.
- Abstract（参考訳）: 低次元システムにおける量子励起の伝播の制御は、通信ネットワークや量子シミュレータを含む量子技術において重要である。
本稿では,各格子ユニットが隣接するTLS間の直接結合を特徴とする2レベルシステム(TLS)と相互作用する単一モード共振器を統合する1次元ハイブリッド量子格子モデルを提案する。
この構成は、光-物質結合と量子ビット相互作用の相互作用によって、偏光子、スピン波、光子のコヒーレントな伝播を可能にする。
時間進化ブロックデシメーション(TEBD)アルゴリズムを用いて,様々な励起構成のダイナミクスをシミュレートし,その輸送特性を局所観測器を用いて解析する。
本分析では,異なる種類の励起の伝播や,ハイブリッド格子に沿って励起の性質を交換するために,システムパラメータによるインピーダンスと共振条件の一致の重要性を明らかにした。
これらの知見は、低次元量子系における制御可能な量子リンクと単一励起スワップの設計に関する洞察を与える。
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