論文の概要: Dynamics of two interacting dipolar two-level systems in a multi-mode electromagnetic cavity: sudden death and revival of the concurrence within the Born-Markov approximation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.11201v1
• Date: Mon, 13 Jul 2026 07:54:08 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-07-14 17:47:21.368607
• Title: Dynamics of two interacting dipolar two-level systems in a multi-mode electromagnetic cavity: sudden death and revival of the concurrence within the Born-Markov approximation
• Title（参考訳）: 多モード電磁空洞における2つの相互作用する双極子双極子系のダイナミクス:ボルン・マルコフ近似における突然の死と共起の復活
• Authors: Loann Quien, Naomichi Hatano,
• Abstract要約: まず、量子化された磁場と相互作用する1 1/2-スピンのマルコフ力学が、双極子近似と空洞の電場と相互作用する2レベル原子と等価であることを証明した。 次にボルン・マルコフ近似を用いて、同じ環境で反強磁性ハイゼンベルク結合を介して相互作用する2つのスピンのダイナミクスを研究する。
• 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: Interacting dipolar two-level systems form a special class of qubits that interact with a cavity in a particular way. We first prove that the Markovian dynamics of one 1/2-spin in interaction with a quantised magnetic field from a multi-mode cavity at thermal equilibrium is equivalent to a two-level atom interacting in the dipole approximation with the electric field of the cavity. We then use the Born-Markov approximation to study the dynamics of two spins interacting through the antiferromagnetic Heisenberg coupling in the same environment. We find the exact expression of the density matrix of the system, with the off-diagonal coherence decay time and spin relaxation time. The concurrence for the stationary state is explicitly derived for any kind of initial state and the role of the singlet state is brought to light. The temporal evolution of the concurrence is numerically computed for different initial states, the phenomenon of sudden death and revival is observed even within the Born-Markov approximation, and an analysis of its behaviour is conducted for Werner states. We finally derive the equations and the stationary concurrence for the XXZ coupling.
• Abstract（参考訳）: 相互作用する双極子二層系は、特定の方法で空洞と相互作用する特別な量子ビットのクラスを形成する。 熱平衡における多モード共振器からの量子化磁場との相互作用における1/2スピンのマルコフ力学は、双極子近似において共振器の電場と相互作用する2レベル原子と等価であることを示す。 次にボルン・マルコフ近似を用いて、同じ環境で反強磁性ハイゼンベルク結合を介して相互作用する2つのスピンのダイナミクスを研究する。 系の密度行列の正確な表現には、対角方向のコヒーレンス崩壊時間とスピン緩和時間がある。 定常状態の一致は、任意の初期状態に対して明示的に導出され、一重項状態の役割が明るみに出される。 コンカレンスの時間的進化は、異なる初期状態に対して数値的に計算され、ボルン・マルコフ近似においても突然の死と復活の現象が観測され、ワーナー状態に対してはその振る舞いの分析が行われる。 最終的に XXZ 結合の方程式と定常収束を導出する。

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