論文の概要: Characterizing quantum synchronization in the van der Pol oscillator via tomogram and photon correlation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.21272v1
- Date: Wed, 24 Dec 2025 16:40:16 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-12-25 19:43:21.830421
- Title: Characterizing quantum synchronization in the van der Pol oscillator via tomogram and photon correlation
- Title（参考訳）: トモグラムと光子相関によるファンデルポル発振器の量子同期特性
- Authors: Kingshuk Adhikary, K. M. Athira, M. Rohith,
- Abstract要約: ホモダイントモグラフィーに根ざした非古典領域定量器を用いて、vdPo状態の非古典的性質を評価する。
系の定常密度行列と対応する断層図に対する解析式を導出する。
- 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 access the quantum synchronization (QS) in the steady state of a driven quantum van der Pol oscillator (vdPo) using two distinct figures of merit: (i) the nonclassical area $δ$ and (ii) the second-order correlation function $g^{(2)}(0)$, which are both viable in experimental architectures. The nonclassical area quantifier rooted in homodyne tomography, allows us to assess the nonclassical nature of the vdPo's state directly from the tomogram without requiring full state reconstruction or the Wigner function negativity. Within a well-defined parameter regime of drive strength and detuning, both $δ$ and $g^{(2)}(0)$ exhibit pronounced signatures of synchronization that complements the phase coherence between the drive and the vdPo. We derive an analytical expression for the steady-state density matrix and the corresponding tomogram of the system, valid for arbitrary strengths of the harmonic drive. Analysis of the quantum tomogram uncovers clear phase-locking behavior, enabling the identification of the synchronization region (Arnold tongue) directly in terms of experimentally measurable quantities. Furthermore, the behaviour of $g^{(2)}(0)$ provides a statistical perspective that reinforces the tomographic signatures of QS. By analyzing the interplay between these metrics, we can gain more profound insights into the underlying mechanisms that govern QS in such systems.
- Abstract（参考訳）: 駆動量子ファンデルポル発振器(vdPo)の定常状態における量子同期(QS)に、2つの異なるメリットの図を用いてアクセスする。
(i)非古典的領域$δ$, and
(ii) 2階相関関数 $g^{(2)}(0)$ はどちらも実験的なアーキテクチャで実現可能である。
ホモダインのトモグラフィーに根ざした非古典的領域定量化器は、完全な状態再構成やウィグナー関数の負性を必要とすることなく、トモグラムから直接vdPoの状態の非古典的性質を評価することができる。
ドライブ強度とデチューニングのよく定義されたパラメータ体系の中で、$δ$と$g^{(2)}(0)$は、ドライブとvdPoの間の位相コヒーレンスを補完する同期の顕著なシグネチャを示す。
系の定常密度行列と対応するトモグラムに対する解析式を導出し、ハーモニックドライブの任意の強度に有効である。
量子トモグラムの解析により明確な位相同期の挙動が明らかとなり、実験的に測定可能な量で直接同期領域(アルノルド語)の同定が可能となった。
さらに、$g^{(2)}(0)$の振る舞いは、QSのトモグラフィーシグネチャを強化する統計的視点を提供する。
これらのメトリクス間の相互作用を分析することで、これらのシステムにおけるQSを管理する基盤となるメカニズムについて、より深い洞察を得ることができる。
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