論文の概要: Non-Markovian dynamics of the giant atom beyond the rotating-wave approximation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.03383v1
• Date: Tue, 06 Jan 2026 19:35:57 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-01-09 02:15:23.057255
• Title: Non-Markovian dynamics of the giant atom beyond the rotating-wave approximation
• Title（参考訳）: 回転波近似を超えた巨大原子の非マルコフ動力学
• Authors: Mei Yu, Walter T. Strunz, Stefan Nimmrichter,
• Abstract要約: 超伝導量子ビットは、蛇行する伝送線や表面音響波と結合し、巨大な人工原子を実現できる。 摂動的レッドフィールド理論は長時間の入浴記憶時間によって失敗するのに対し、0温度での正確な力学と弱いカップリングについて検討する。 その結果、巨大原子は非マルコフ的開量子力学を探索するための強力なプラットフォームとして確立され、量子情報や熱力学への応用が期待できる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.894730960683071
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Superconducting qubits coupled to meandering transmission lines or surface acoustic waves may realize giant artificial atoms, whose spatially separated coupling points give rise to long-lived non-Markovian dynamics. Previous studies were limited to the zero-temperature, weak-coupling regime, where the rotating-wave approximation applies and only single-phonon processes contribute. Here we go beyond these limits using the hierarchical equations of motion (HEOM). We show that HEOM accurately captures the exact dynamics at zero temperature and weak coupling, whereas perturbative Redfield theory fails due to long bath memory times. The non-Markovian effects persist at finite temperatures. In the strong-coupling regime, they are further enhanced, and we observe bound-state formation at zero temperature with only two coupling points. These results establish giant atoms as a powerful platform for exploring non-Markovian open quantum dynamics and their applications in quantum information and thermodynamics.
• Abstract（参考訳）: 磁気伝達線や表面音響波に結合した超伝導量子ビットは、空間的に分離された結合点が長寿命の非マルコフ力学を引き起こす巨大な人工原子を実現する可能性がある。 これまでの研究は、回転波近似が適用され、単一のフォノン過程のみが寄与するゼロ温度、弱い結合状態に限られていた。 ここでは、階層的運動方程式(HEOM)を用いて、これらの極限を超える。 HEOMは温度0で正確なダイナミクスを正確に捉えるが、摂動的レッドフィールド理論は長時間の入浴記憶時間によって失敗する。 非マルコフ効果は有限温度で持続する。 強結合系では、さらに強化され、結合点が2つしか持たないゼロ温度で境界状態の形成が観察される。 これらの結果は、非マルコフ的開量子力学を探索するための強力なプラットフォームとして巨大原子を確立し、量子情報や熱力学に応用する。

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