論文の概要: Cat states in one- and two-mode $\mathbb{Z}_3$ Rabi models

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.08603v1
• Date: Wed, 10 Sep 2025 14:02:07 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-09-11 15:16:52.44293
• Title: Cat states in one- and two-mode $\mathbb{Z}_3$ Rabi models
• Title（参考訳）: 一モードおよび二モードの $\mathbb{Z}_3$ Rabi モデルにおけるキャット状態
• Authors: Anatoliy I. Lotkov, Denis V. Kurlov, Valerii K. Kozin, Jelena Klinovaja, Daniel Loss,
• Abstract要約: 磁場中で摂動理論を用いて$mathbbZ_3$ Rabiモデルのスペクトルを得ることのできる正準変換を求める。 これらの状態を特徴付けるために,共同クエット・ボソン・ウィグナー関数を導入し,そのクエット・ボソン・キャット状態に対するクローズドフォーム表現を導出する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We investigate one- and two-mode variants of the $\mathbb{Z}_3$-symmetric quantum Rabi model, which describe the interaction of a qutrit with one or two bosonic modes and are directly relevant for circuit-QED and spin-qudit platforms. We find a canonical transformation that allows one to obtain the spectrum of the $\mathbb{Z}_3$ Rabi model using perturbation theory in a magnetic field. We show that in a certain parameter regime (deep-strong-coupling and a small magnetic field) the three lowest eigenstates become $\mathbb{Z}_3$ qutrit-boson cat states. In order to characterize these states we introduce a joint qutrit-boson Wigner function and derive its closed-form expression for the qutrit-boson cat states. Numerical calculations across a wide range of coupling strengths show that the proposed Wigner function is a useful tool that allows one to unambiguously identify the $\mathbb{Z}_{3}$ qutrit-boson cat states.
• Abstract（参考訳）: 量子ラビモデルの1モードと2モードの変種について検討し、クォートと1つまたは2つのボソニックモードの相互作用を記述し、回路QEDおよびスピンクォーディットプラットフォームに直接関係している。 磁場中で摂動理論を用いて$\mathbb{Z}_3$ Rabiモデルのスペクトルを得ることのできる正準変換を求める。 パラメータ状態(深い強結合と小さな磁場)において、3つの最低固有状態が$\mathbb{Z}_3$ qutrit-boson cat状態となることを示す。 これらの状態を特徴付けるために,共同クエット・ボソン・ウィグナー関数を導入し,そのクエット・ボソン・キャット状態に対するクローズドフォーム表現を導出する。 様々な結合強度の数値計算により、提案されたウィグナー関数は、$\mathbb{Z}_{3}$ qutrit-boson cat状態を明確に特定できる有用なツールであることが示された。

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