論文の概要: Programmable spectral symmetries in an anisotropic quantum Rabi simulator
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.05270v1
- Date: Wed, 03 Jun 2026 17:08:27 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-06-05 22:39:44.303987
- Title: Programmable spectral symmetries in an anisotropic quantum Rabi simulator
- Title（参考訳）: 異方性量子Rabiシミュレータにおけるプログラム可能なスペクトル対称性
- Authors: Jia-Cheng Song, Yu Liu, Ming-Chuan Wang, Ke-Xiong Yan, Yang He, Yun-Hao Shi, Wei-Ping Yuan, Cheng-Lin Deng, Li Li, Zhen-Ting Bao, Yutao Chen, Xu-Yang Gu, Tian-Ming Li, Gui-Han Liang, Zheng-He Liu, Wei-Guo Ma, Zhen-Yu Peng, Shuai-Li Wang, Yong-Xi Xiao, Yi-Han Yu, Jia-Chi Zhang, Kui Zhao, Min-Xuan Zhou, Kaixuan Huang, Yu-Ran Zhang, Yu-Xiang Zhang, Zhongcheng Xiang, Dongning Zheng, Ye-Hong Chen, Kai Xu, Heng Fan,
- Abstract要約: 超伝導プロセッサにおけるプログラム可能な異方性量子Rabiモデルを実現する。
異方性はスペクトルを再構成し、完全に崩壊・復活するダイナミクスを退化に近い不完全回復に変換することを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 23.8573887639585
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The quantum Rabi model captures fundamental aspects of light--matter interaction, where symmetry dictates both spectra and dynamics. Over the past years, experiments have explored many of its nonperturbative properties, but have mostly focused on the isotropic limit, where rotating and counterrotating processes are locked together, leaving the broader symmetry landscape largely unexplored. Here we realize a programmable anisotropic quantum Rabi model in a superconducting processor, with independent control of the rotating and counterrotating couplings $(g_1,g_2)$ and of a transverse bias $\varepsilon$. Continuous anisotropy tuning, combined with a duality mapping, gives access to the full parameter space from the Jaynes-Cummings to the anti-Jaynes-Cummings limits. In the deep-strong-coupling regime, we show that anisotropy reconstructs the spectrum and turns complete collapse-revival dynamics into incomplete revivals even near degeneracy. With adiabatic state preparation and joint tomography, we resolve an anisotropy-induced ground-state parity switch, a crossing that has no analogue in the isotropic model. We further observe selective tunnelling associated with hidden symmetry in biased Rabi models and track its anisotropic displacement within the same device. These results establish a controllable route to engineering nonperturbative light--matter Hamiltonians, where symmetry, spectrum, and dynamics can be programmed independently.
- Abstract（参考訳）: 量子ラビモデルは、対称性がスペクトルと力学の両方を規定する光-物質相互作用の基本的な側面を捉えている。
過去数年間、実験は非摂動特性の多くを探索してきたが、主に回転と反回転の過程が一緒にロックされる等方的極限に焦点を当てており、より広い対称性の風景はほとんど探索されていない。
ここでは、回転および反回転結合を$(g_1,g_2)$で独立に制御し、逆バイアスを$\varepsilon$とする、超伝導プロセッサにおけるプログラム可能な異方性量子Rabiモデルを実現する。
連続異方性チューニングと双対写像は、Jaynes-Cummingsから反Jaynes-Cummings極限への完全なパラメータ空間へのアクセスを与える。
深部強結合系では、異方性はスペクトルを再構成し、完全な崩壊・復活ダイナミクスを退化に近い不完全回復に変換する。
断熱処理と関節トモグラフィーにより,異方性により誘導される基底状態パリティスイッチ,等方性モデルに類似しない交差を解消する。
さらに、バイアス付きRabiモデルにおける隠れ対称性に関連する選択的トンネルを観察し、その異方性変位を同一装置内で追跡する。
これらの結果は、対称性、スペクトル、ダイナミクスを独立にプログラムできる、非摂動性光工学の制御可能な経路を確立する。
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