論文の概要: Creation and characterization of leviton excitations in tight-binding chains

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.07820v1
• Date: Mon, 07 Sep 2026 17:55:52 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-09-11 20:59:26.254966
• Title: Creation and characterization of leviton excitations in tight-binding chains
• Title（参考訳）: 強結合鎖におけるレビトン励起の創製とキャラクタリゼーション
• Abstract要約: レヴィトン(英: Levitons)はローレンツ電圧パルスによって発生する最小励起電子波パケットである。 時間依存性電圧パルスによって駆動される非相互作用フェルミオンの有限1次元強結合鎖におけるレビトン生成について検討した。
• 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: Levitons are minimal-excitation electronic wave packets generated by Lorentzian voltage pulses and constitute a central resource for electron quantum optics. Their creation and defining properties are usually formulated in continuum scattering descriptions, whereas many candidate platforms for integrated electronic quantum circuits are finite, discrete, and strongly shaped by lattice dispersion. We study leviton generation in finite one-dimensional tight-binding chains of non-interacting fermions driven by time-dependent voltage pulses. Using the single-particle density matrix, we resolve the excitation above the initial Fermi sea and quantify its quality through the average excitation number and its fluctuations. We find that clean leviton-like states emerge only in an intermediate regime where the pulse is slow enough to be resolved by the dynamics on the lattice, but not so slow that truncation and finite-size effects distort the Lorentzian profile in the time domain. Lorentzian pulses (even if truncated) systematically outperform non-Lorentzian pulse shapes in approaching the low-noise limit with increasing system size. We further identify finite-lattice signatures associated with band filling, pulse amplitude, linear voltage-drop geometry, and residual deviations from the continuum integer-charge condition. These results establish a microscopic framework for understanding leviton formation beyond the ideal continuum limit and for evaluating lattice-based platforms for coherent few-electron transport.
• Abstract（参考訳）: レヴィトン(英: Levitons)は、ローレンツ電圧パルスが生成する最小励起電子波パケットであり、電子量子光学の中心的な資源である。 それらの生成および定義特性は、通常連続散乱記述で定式化されるが、集積電子量子回路の多くの候補プラットフォームは有限であり、離散であり、格子分散によって強く形成されている。 時間依存性電圧パルスによって駆動される非相互作用フェルミオンの有限1次元強結合鎖におけるレビトン生成について検討した。 単一粒子密度行列を用いて初期フェルミ海上の励起を解き、平均励起数とその変動によってその品質を定量化する。 クリーンなレビトンのような状態は、格子上のダイナミクスによって解けるほどパルスが遅い中間状態にのみ現れるが、時間領域におけるランタンのプロファイルを歪ませたり有限サイズ効果を歪ませたりするほど遅くはない。 ローレンツパルスは、システムサイズの増加とともに低雑音限界に近づくと、体系的に非ローレンツパルス形状より優れる。 さらに、帯域充填、パルス振幅、線形電圧損失幾何学、連続整数チャージ条件からの残留偏差に関連する有限格子符号を同定する。 これらの結果は、理想的な連続限界を超えてレビトン形成を理解するための顕微鏡的枠組みを確立し、コヒーレントな数電子輸送のための格子ベースのプラットフォームを評価する。

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