論文の概要: Magnetic graphs for cavity quantum electrodynamics
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.04736v1
- Date: Mon, 06 Jul 2026 07:18:34 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-07-07 22:26:30.068914
- Title: Magnetic graphs for cavity quantum electrodynamics
- Title（参考訳）: 空洞量子電磁力学のための磁気グラフ
- Authors: Sunkyu Yu, Xianji Piao, Namkyoo Park,
- Abstract要約: 単一原子空洞量子電磁力学のための磁気グラフモデルを提案する。
Floquet境界条件の下では、同一部位の複素二部グラフに写像することが示される。
このフレームワークは、非磁性部分グラフを切断するコストという単一の計量によって、弱い結合から深い結合までのクロスオーバーをキャプチャする。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Strengthening light-matter coupling has become a central challenge in cavity quantum electrodynamics (QED), enabling ultrafast gate operations, qubit protection, and deterministic nonlinear optics. As the coupling increases, even the simplest configuration, a two-level atom interacting with a quantized field, requires careful treatment, as exemplified by the gauge-invariant quantum Rabi model (QRM). Here we propose a magnetic graph model for single-atom cavity QED, which enables the interpretation of quantum dynamics across the ultrastrong coupling regime through graph connectivity. We demonstrate that the generalized QRM maps onto a complex bipartite graph of identical sites under Floquet boundary conditions. This framework captures the crossover from weak to deep-strong coupling via a single metric: the cost of disconnecting a nonmagnetic subgraph. We examine the mechanism underlying this connectivity transition, establishing phase frustration induced by subgraph topology as the primary driver. Scalable to many-body systems, this approach bridges graph theory and cavity QED, revealing highly complex-graph dynamics even in the simplest setting.
- Abstract（参考訳）: 光物質結合の強化は空洞量子力学(QED)において中心的な課題となり、超高速ゲート演算、量子ビット保護、決定論的非線形光学を可能にしている。
カップリングが増加するにつれて、最も単純な構成であっても、ゲージ不変量子ラビモデル(QRM)が示すように、量子化された場と相互作用する2レベル原子は慎重に処理する必要がある。
本稿では, 単一原子空洞QEDの磁気グラフモデルを提案する。
一般化された QRM は Floquet 境界条件下で同一部位の複素二部グラフに写像することを示した。
このフレームワークは、非磁性部分グラフを切断するコストという単一の計量によって、弱い結合から深い結合までのクロスオーバーをキャプチャする。
本稿では,この接続遷移の基盤となるメカニズムを考察し,部分グラフトポロジによる位相フラストレーションを第一ドライバとして確立する。
このアプローチはグラフ理論と空洞QEDを橋渡し、最も単純な設定でも非常に複雑なグラフ力学を明らかにする。
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