論文の概要: Correlated Pair Creation with Positive- and Negative-Frequency Oscillators in a Trapped-Ion Quantum Simulator
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.12579v1
- Date: Thu, 08 Oct 2026 18:04:29 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-10-13 04:06:29.24306
- Title: Correlated Pair Creation with Positive- and Negative-Frequency Oscillators in a Trapped-Ion Quantum Simulator
- Title（参考訳）: トラップイオン量子シミュレータにおける正および負の周波数オシレータによる相関ペア生成
- Abstract要約: ボゾン運動モードの相対的な兆候は,工学的に異なる多モードダイナミクスを実現する上で重要なプログラム可能な資源であることを示す。
2モードの量子ラビモデルに焦点をあてて、2つのモードの周波数を同じ符号から反対符号に変更し、スピン媒介のボソニック相互作用の共鳴構造を再編成する。
これらの体制全体にわたって、力学は集団四分法的スキーズと二分法運動の絡み合いを発生させる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.1864420778811902
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Spin-dependent forces enable independent control over the effective frequencies of bosonic motional modes and their coupling strengths to spins in trapped-ion spin-boson quantum simulators. We show that the relative signs of these effective frequencies provide an important programmable resource for engineering distinct multimode dynamics. Focusing on a two-mode quantum Rabi model, changing the frequencies of the two modes from the same sign to opposite signs reorganizes the resonance structure of the spin-mediated bosonic interaction, converting the dominant resonant process from excitation exchange to correlated pair creation. In the dispersive regime, the resulting effective interaction realizes a two-mode parametric amplifier with stable oscillatory, critical, and exponentially amplifying regimes separated by a spin-dependent instability threshold. Across these regimes, the dynamics generate collective-quadrature squeezing and bipartite motional entanglement. Preparing the spin in a coherent superposition further allows different spin components to experience distinct stability regimes, generating tripartite spin-boson entanglement, while spin postselection can coherently combine the conditional bosonic branches to generate non-Gaussian entangled bosonic states. Finally, we outline an implementation using parameters within reach of current trapped-ion platforms.
- Abstract（参考訳）: スピン依存力は、ボゾン運動モードの有効周波数と、捕捉されたイオンスピン-ボソン量子シミュレータにおけるスピンへの結合強度の独立制御を可能にする。
これらの実効周波数の相対的な兆候は、工学的に異なるマルチモードダイナミクスのための重要なプログラム可能な資源であることを示す。
2モードの量子ラビモデルに焦点をあてて、2つのモードの周波数を同じ符号から反対符号に変更し、スピン媒介ボソニック相互作用の共鳴構造を再編成し、支配的共鳴過程を励起交換から相関ペア生成に変換する。
分散状態において、結果として生じる効果的な相互作用は、スピン依存不安定しきい値によって分離された安定な振動、臨界、指数的に増幅された2モードのパラメトリック増幅器を実現する。
これらの体制全体にわたって、力学は集団四分法的スキーズと二分法運動の絡み合いを発生させる。
コヒーレント重ね合わせでスピンを準備することで、異なるスピン成分が異なる安定状態を経験し、三部体のスピン-ボソンの絡み合いを発生させ、スピンポストセレクションは条件付きボゾンの分岐をコヒーレントに結合して非ガウスの絡み合いボソン状態を生成することができる。
最後に、現在のトラップイオンプラットフォームの範囲内でパラメータを用いた実装の概要を述べる。
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