論文の概要: Quantum work statistics and coherence effects in quenched bosonic Josephson junctions

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.21472v1
• Date: Fri, 19 Jun 2026 14:22:09 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-06-25 13:12:07.936442
• Title: Quantum work statistics and coherence effects in quenched bosonic Josephson junctions
• Title（参考訳）: 焼成ボソニックジョセフソン接合における量子ワーク統計とコヒーレンス効果
• Authors: Mattia Orlandini, Stefano Gherardini, Lorenzo Buffoni, Beatrice Donelli,
• Abstract要約: ボソニックジョセフソン接合部における急激なクエンチに起因する非平衡作業統計について検討する。 プレクエンチハミルトニアンの基底状態の接合に対して、作業統計は負の二項分布によって支配されることを示す。 最も単純な場合であっても、接合が基底と第二励起状態の重畳されているとき、作品のKDQ分布は負あるいは複素値を示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.7829352305480285
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We investigate the non-equilibrium work statistics originating from a sudden quench in a bosonic Josephson junction. In particular, by employing the Holstein-Primakoff approximation, the work statistics are analytically characterized in the weak-interaction regime, where the dynamics map onto a time-dependent quantum harmonic oscillator. For a junction initialized in the ground state of the pre-quench Hamiltonian, we demonstrate that the work statistics are governed by a negative binomial distribution, as occurs in fully-connected models driven across a critical point. Furthermore, we also consider initial superposition states containing quantum coherences in the energy basis. To characterize the corresponding work distributions, we employ Kirkwood-Dirac quasiprobabilities (KDQ). Even in the simplest case, when the junction is initialized in a superposition of the ground and second excited states, the KDQ distribution of work exhibits negative or complex values, reflecting non-classical features. Moreover, the coherence content of the initial state can be optimized to enhance the extractable work extracted from the quench, beyond classical bounds. Finally, we propose an experimental interferometric protocol to directly measure the characteristic function of the work distribution in experimentally accessible settings.
• Abstract（参考訳）: ボソニックジョセフソン接合部における急激なクエンチに起因する非平衡作業統計について検討する。 特に、ホルシュタイン・プリマコフ近似を用いて、作業統計は、時間依存の量子調和振動子にダイナミクスがマッピングされる弱い相互作用状態において解析的に特徴付けられる。 プレクエンチハミルトニアンの基底状態で初期化された接合に対して、臨界点を越えて駆動される完全連結モデルで起こるように、作業統計は負の二項分布によって支配されることを示す。 さらに、エネルギー基底における量子コヒーレンスを含む初期重ね合わせ状態についても検討する。 対応する作業分布を特徴づけるために、Kirkwood-Dirac quasiprobabilities (KDQ) を用いる。 最も単純な場合であっても、接地と第2の励起状態の重ね合わせで接合が初期化されると、作品のKDQ分布は非古典的特徴を反映して負あるいは複素値を示す。 さらに、初期状態のコヒーレンス含量が最適化され、古典的な境界を超えて、クエンチから抽出可能な作業が促進される。 最後に,実験可能な環境下での作業分布の特徴関数を直接測定する実験的干渉計測プロトコルを提案する。

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