論文の概要: Indefinite causal order in cavity quantum electrodynamics

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.02209v1
• Date: Tue, 02 Sep 2025 11:27:13 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-09-04 15:17:04.009027
• Title: Indefinite causal order in cavity quantum electrodynamics
• Title（参考訳）: 空洞量子電磁力学における不定因数位
• Authors: Lorenzo M. Procopio, L. O. Castaños-Cervantes, Tim J. Bartley,
• Abstract要約: 不定因果順序(ICO)は、量子情報処理のための新しいリソースとなる可能性がある。 2つの空洞からなる空洞量子電磁力学系(cQED)におけるICOについて検討した。 本研究は,ICOが光-物質相互作用のパラダイムにおいて,原子-磁場オブザーバブルのコヒーレント制御に有効であることを示すものである。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Indefinite causal order (ICO) has the potential to be a new resource for quantum information processing. In most of its experiments, ICO has been investigated in a photonic platform. Here we investigate ICO in a cavity quantum electrodynamics (cQED) system composed of two cavities. Our results show that ICO can create entanglement between two distant cavity fields that never interact directly, and for the case of two cavity fields in the vacuum state, ICO presents an advantage over the fixed-order scenario by always generating large entanglement between the two cavity fields. Furthermore, we show that ICO can interchange one photon between both cavities with a total probability equal to one, without changing the quantum state of the atom, something that is impossible to achieve when two cQED systems are in well-defined order. Our results show the potential that ICO can offer in the paradigm of light-matter interaction for coherently controlling atom-field observables.
• Abstract（参考訳）: 不定因果順序(ICO)は、量子情報処理のための新しいリソースとなる可能性がある。 ほとんどの実験で、ICOはフォトニックプラットフォームで研究されている。 本稿では2つの空洞からなる空洞量子電磁力学系(cQED)のICOについて検討する。 以上の結果から,ICOは直接相互作用しない2つの遠距離空洞場間の絡み合いを発生させることが可能であり,真空状態の2つの空洞場の場合,常に2つの空洞場間に大きな絡み合いを発生させることで,定階シナリオに対して優位性を示す。 さらに、ICOは2つのcQED系が適切に定義された順序で達成できない原子の量子状態を変化させることなく、両方の空洞間で1つの光子を1に等しい確率で交換できることを示す。 本研究は,ICOが光-物質相互作用のパラダイムにおいて,原子-磁場オブザーバブルのコヒーレント制御に有効であることを示すものである。

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