論文の概要: Multi-Directional Periodic Driving of a Two-Level System beyond Floquet Formalism
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.03977v1
- Date: Thu, 06 Nov 2025 01:59:17 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-11-07 20:17:53.268051
- Title: Multi-Directional Periodic Driving of a Two-Level System beyond Floquet Formalism
- Title(参考訳): フロッケ形式を超えた2レベルシステムの多方向周期駆動
- Authors: Michael Warnock, David A. Hague, Vesna F. Mitrovic,
- Abstract要約: 任意の周期駆動を受ける半古典的2レベル量子系の応答に対する正確な表現を導入する。
我々はパスサム定理で$star$-resolvent形式を使い、シュル・オーディンガーの方程式の正確な級数解を決定する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 1.1470070927586018
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: In this manuscript, we introduce an exact expression for the response of a semi-classical two-level quantum system subject to arbitrary periodic driving. Determining the transition probabilities of a two-level system driven by an arbitrary periodic waveform necessitates numerical calculations through methods such as Floquet theory, requiring the truncation of an infinite matrix. However, such truncation can lead to a loss of significant interference information, hindering quantum sensors or introducing artifacts in quantum control. To alleviate this issue, we use the $\star$-resolvent formalism with the path-sum theorem to determine the exact series solution to Schr\"odinger's equation, therefore providing the exact transition probability. The resulting series solution is generated from a compact kernel expression containing all of the information of the periodic drive and then expanded in a non-harmonic Fourier series basis given by the divided difference of complex exponentials with coefficients corresponding to products of generalized Bessel functions. The present method provides an analytical formulation for quantum sensors and control applications.
- Abstract(参考訳): 本稿では,任意の周期駆動を受ける半古典的2レベル量子系の応答に対する正確な表現を紹介する。
任意の周期波形によって駆動される2段階系の遷移確率を決定することは、有限行列の切り離しを必要とするフロケ理論のような方法によって計算を必要とする。
しかし、そのような乱れは、重要な干渉情報の喪失、量子センサーの妨害、あるいは量子制御における人工物の導入につながる可能性がある。
この問題を緩和するために、パスサム定理を付した$\star$-resolvent formalismを用いて、シュル・オーディンガーの方程式の正確な級数解を決定し、従って正確な遷移確率を与える。
得られた級数解は、周期駆動の全ての情報を含むコンパクトなカーネル式から生成され、一般化ベッセル関数の積に対応する係数を持つ複素指数の分割差によって与えられる非調和フーリエ級数で拡張される。
本手法は、量子センサおよび制御アプリケーションの解析的定式化を提供する。
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