論文の概要: Observation of synchronization between two quantum van der Pol oscillators in trapped ions

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.18423v1
• Date: Mon, 22 Sep 2025 21:05:46 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-09-24 20:41:27.588104
• Title: Observation of synchronization between two quantum van der Pol oscillators in trapped ions
• Title（参考訳）: 閉じ込められたイオン中の2つの量子ファンデルポル振動子間の同期の観測
• Authors: Jiarui Liu, Qiming Wu, Joel E. Moore, Hartmut Haeffner, Christopher W. Wächtler,
• Abstract要約: 同期化は非線形力学の目印であり、システム全体にわたって自己組織的な振る舞いを駆動する。 ここでは、トラップイオンを用いた2つの量子ファンデルポル振動子間の同期を実証する。 本研究は, 量子状態における極限サイクル同期を確立し, 大規模ネットワークにおける複雑な同期力学の探求への道を開くものである。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.7967008906519513
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Synchronization is a hallmark of nonlinear dynamics. It drives self-organized behavior across systems ranging from astronomy to chemistry. Among the simplest systems, the van der Pol oscillator captures the essence of limit-cycle behavior and forms the basis for diverse physical and biological models. While mutual synchronization has long been established in classical systems, it has yet to be experimentally observed in quantum limit-cycle oscillators, despite a decade of theoretical exploration. Here, we demonstrate synchronization between two quantum van der Pol oscillators using trapped ions. The synchronized state manifests itself as a stable relative phase, while the individual oscillator phases remain inaccessible. In view of potential sensing applications, we investigate the response of the synchronized system to an external field. Our results establish limit-cycle synchronization in the quantum regime and pave the way toward exploring complex synchronized dynamics in larger networks, where persistence of quantum features remains an open question.
• Abstract（参考訳）: シンクロナイゼーション(英: Synchronization)は、非線形力学の目印である。 天文学から化学まで、さまざまなシステムで自己組織化された振る舞いを駆動する。 最も単純なシステムの中では、ファン・デル・ポル発振器は極限サイクルの振る舞いの本質を捉え、多様な物理的・生物学的モデルの基礎を形成する。 相互同期は古典的なシステムでは長い間確立されてきたが、量子極限サイクル振動子では、理論的な探索が10年続いたにもかかわらず、まだ実験的に観測されていない。 ここでは、トラップイオンを用いた2つの量子ファンデルポル振動子間の同期を実証する。 同期状態は安定相対相として現れ、個々の振動子相は到達不能である。 潜在的なセンサ応用の観点から, 外部フィールドに対する同期システムの応答について検討する。 この結果は,量子状態における極限サイクル同期を確立し,量子的特徴の持続性に疑問が残る大規模ネットワークにおいて,複雑な同期力学を探求するための道を開くものである。

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