論文の概要: Convergence to semiclassicality in the quantum Rabi model

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.09314v1
• Date: Fri, 10 Apr 2026 13:28:43 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-04-13 17:57:53.882368
• Title: Convergence to semiclassicality in the quantum Rabi model
• Title（参考訳）: 量子ラビモデルにおける半古典性への収束
• Authors: H. F. A. Coleman, R. A. Morrison, A. D. Armour, E. K. Twyeffort,
• Abstract要約: 量子ラビモデルにおける半古典力学の出現について検討する。 極限自体はハミルトンレベルで定義されており、どのように到達するかは量子状態の選択に依存する。
• 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 investigate the emergence of semiclassical dynamics in the quantum Rabi model using a recently developed limiting procedure that formally establishes correspondence with the semiclassical Rabi Hamiltonian [E. K. Twyeffort Irish and A. D. Armour, Phys. Rev. Lett. 129, 183603 (2022)]. While the limit itself is defined at the Hamiltonian level, how it is reached depends on the choice of quantum states. Defining a set of quantitative measures that capture the differences between quantum and semiclassical dynamics, we examine convergence to the semiclassical limit when the field is prepared in a displaced number state. These states, which interpolate to Fock states for zero displacement, are more general than the set of coherent states usually employed when considering the emergence of semiclassical behavior. Numerical computations of these measures consistently demonstrate the progressive emergence of semiclassical behavior as the joint limit of vanishing coupling and infinite displacement is approached. Complementing the numerical results, analytical approximations are developed that reproduce the behavior in the vicinity of the semiclassical limit with a high degree of fidelity and allow scaling relations to be derived. Although any initial displaced number state will eventually converge to the corresponding semiclassical dynamics as the limit is taken, the rate of convergence depends on the Fock number $n$ of the state. States with larger values of $n$, which behave less classically than coherent states, converge more slowly to the limit.
• Abstract（参考訳）: 半古典的ラビ・ハミルトニアン (E. K. Twyeffort Irish and A. D. Armour, Phys. Rev. Lett. 183603 (2022)) との対応を正式に確立する、最近開発された制限手順を用いて、量子ラビモデルにおける半古典力学の出現について検討する。 極限そのものはハミルトニアンレベルで定義されるが、どのように到達するかは量子状態の選択に依存する。 量子力学と半古典力学の違いを捉えるための定量的な尺度のセットを定義するため、場が変位した数状態に準備されているとき、半古典的極限への収束について検討する。 これらの状態は、ゼロ変位のためにフォック状態に補間するが、半古典的挙動の出現を考慮した場合のコヒーレント状態の集合よりもより一般的である。 これらの尺度の数値計算は、結合と無限変位の結合限界が近づくにつれ、半古典的挙動の進行的な出現を一貫して示している。 計算結果を補完し,半古典的限界近傍の挙動を高い忠実度で再現し,スケーリング関係の導出を可能にする解析近似を開発した。 任意の初期変位数状態は、極限を取るにつれて対応する半古典力学に収束するが、収束率は状態のフォック数$n$に依存する。 n$のより大きな値を持つ状態は、コヒーレント状態よりも古典的に振る舞わないが、よりゆっくりと極限に収束する。

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