論文の概要: Accidental Symmetry in the Tavis-Cummings Model via the Schwinger Boson Representation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.12813v1
- Date: Thu, 11 Jun 2026 02:13:51 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-06-12 15:55:27.538211
- Title: Accidental Symmetry in the Tavis-Cummings Model via the Schwinger Boson Representation
- Title（参考訳）: Schwinger Boson表現によるTavis-Cummingsモデルにおけるアクセデンタル対称性
- Abstract要約: n 個の量子ビットが1つのボソンモードと同一結合するマルチキュービット設定では、この相互作用はTavis-Cummings (TC) Hamiltonianとして知られている。
我々は、TCハミルトニアンの独立な「事故」対称性を同定し、対応する保存可観測性を構築する。
これらの制限は、TCシステムの制御可能性と量子コンピューティングへの応用に重要な意味を持つ。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The Jaynes-Cummings (JC) Hamiltonian is a paradigmatic model of light-matter interaction and, more generally, qubit-boson interactions, widely used across atomic, optical, and superconducting qubit platforms. In the multi-qubit setting, where n qubits are identically coupled to a single boson mode, this interaction is known as the Tavis-Cummings (TC) Hamiltonian. The structure of the TC model is usually understood in terms of two standard symmetries: permutation invariance of the qubits and a U(1) symmetry associated with conservation of the total excitation number. Here we identify an additional, independent "accidental" symmetry of the TC Hamiltonian and construct the corresponding conserved observable. We show that, for n>2 qubits, this symmetry imposes strong constraints on the realizable unitary transformations. These constraints persist in the presence of the global $J_z$ Hamiltonian, but are removed by adding $J_z^2$, even though $J_z^2$ preserves both permutation invariance and the U(1) symmetry. Finally, we explain the origin of this previously unnoticed symmetry using Schwinger's boson representation of angular momentum. These restrictions have important implications for controllability of the TC system and for its applications to quantum computing, which are investigated further in a companion paper.
- Abstract（参考訳）: ジャイネス・カミングス(Jaynes-Cummings、JC)は、光-物質相互作用のパラダイムモデルであり、より一般的には、原子、光学、超伝導の量子ビットプラットフォームで広く用いられるクビット・ボソン相互作用である。
n 個の量子ビットが1つのボソンモードと同一結合するマルチキュービット設定では、この相互作用はTavis-Cummings (TC) Hamiltonianとして知られている。
TCモデルの構造は通常、2つの標準対称性によって理解される: キュービットの置換不変性と全励起数の保存に関連するU(1)対称性である。
ここでは、TCハミルトニアンの独立な「事故」対称性を同定し、対応する保存可観測性を構築する。
n>2 の量子ビットに対して、この対称性は実現可能なユニタリ変換に強い制約を課すことを示す。
これらの制約は、グローバルな$J_z$ハミルトニアンの存在下で持続するが、$J_z^2$ が置換不変性と U(1)対称性の両方を保持するにもかかわらず、$J_z^2$ を加えることによって取り除かれる。
最後に、シュウィンガーの角運動量のボソン表現を用いて、この既知でない対称性の起源を説明する。
これらの制限は、TCシステムの制御可能性や、量子コンピューティングへの応用に重要な意味を持ち、共同論文でさらに研究されている。
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