論文の概要: Probing excited-state quantum phase transitions with trapped cold ions
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.28509v2
- Date: Fri, 03 Apr 2026 23:01:38 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-04-07 12:54:54.538562
- Title: Probing excited-state quantum phase transitions with trapped cold ions
- Title（参考訳）: 閉じ込められたコールドイオンによる励起状態量子相転移の探索
- Authors: Marek Kuchař, Michal Macek,
- Abstract要約: 本研究では,励起状態の量子相転移(ESQPT)による量子臨界性を実現するための具体的なプロトコルを提案する。
2つの臨界ESQPTエネルギーの間に生じる拡張ラビモデル(ERM)ハミルトニアンの励起状態の特定のクラスを同定する。
量子的臨界度を越えてシステムを駆動することによって、それらの臨界スケーリング挙動と、様々な異なる状態進化を研究する。
- 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 propose concrete protocols to realize quantum criticality due to excited-state quantum phase transitions (ESQPTs) experimentally in presumably the simplest and most resilient system involving a single trapped ion oscillating in a radio-frequency Paul trap. We identify a specific class of excited states of the Extended Rabi Model (ERM) Hamiltonian, which occur between two critical ESQPT energies of the model in its (anti)Jaynes-Cummings superradiant phase. Properties of these states motivate the definition of several ESQPT witness observables. We study their critical scaling behaviors as well as various distinct state evolutions by driving the system across the quantum criticalities by changing the qubit-phonon coupling strength linearly in time at different finite rates. A mapping of the theoretical control parameters of the ERM to the experimental parameters of a trapped ion setup is provided, and simulations are performed for values referencing existing state-of-the-art setups, addressing both unitary state evolutions as well as relevant open-system corrections.
- Abstract（参考訳）: 励起状態の量子相転移(ESQPT)による量子臨界性を実現するための具体的なプロトコルを提案する。
拡張ラビモデル(ERM)ハミルトニアン(英語版)の特定の励起状態のクラスを同定し、その(反)Jaynes-Cummings超放射相におけるモデルの2つの臨界ESQPTエネルギーの間に生じる。
これらの状態の特性は、いくつかのESQPT観測者の定義を動機付けている。
量子臨界度にまたがって系を駆動し、異なる有限速度で時間的にクビット-フォノン結合強度を線形に変化させることにより、それらの臨界スケーリング挙動および様々な異なる状態進化を研究する。
ERMの理論的制御パラメータをトラップされたイオン設定の実験パラメータにマッピングし、既存の最先端設定を参照する値に対してシミュレーションを行い、ユニタリ状態の進化と関連するオープンシステム修正に対処する。
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