Mott insulator-superfluid phase transition in a detuned multi-connected Jaynes-Cummings lattice
超导量子器件的连通性和可调谐性为构建量子模拟器和研究新的多体物理提供了丰富的平台。本文研究了失谐多连通Jaynes-Cummings晶格中的量子相变,这种晶格可以用超导电路来构造。该模型由量子比特和腔模交替连接而成。使用数值方法,我们表明,通过改变量子比特和腔之间的失谐,从超流相到莫特绝缘体相的相变发生在一个一维阵列中的相称填充。我们分别研究了具有对称耦合和非对称耦合的晶格中的相变。
2015-05-29 cond-mat.mes-hall quant-ph
High-Fidelity Readout in Circuit Quantum Electrodynamics Using the Jaynes-Cummings Nonlinearity
我们展示了一个量子位读出方案,利用耦合到transmon量子位的超导腔的Jaynes-Cummings非线性。我们发现,在这个系统的强驱动的色散制度,有一个高传输的“亮”状态的临界功率敏感地依赖于初始量子比特状态的意外发病。利用这种效应的简单而强大的测量协议使用传统的样品设计和实验设置实现了87%的单次保真度,并且至少61%的保真度与三个量子位的联合相关性。
2010-10-19 cond-mat.mes-hall quant-ph
Complex dynamics of photon entanglement in two-mode Jaynes-Cummings model
研究了双模Jaynes-Cummings模型在少光子情况下的光子纠缠$E_{\mathrm{N}}(t)$的动力学性质。假设与不同极化光子相关的原子跃迁是独立的,因此,“+"和“-"-极化光子的演化在形式上是可分离的。然而,由于光子的不可逆性,这种相互作用仍然会导致纠缠的初始解纠缠态由于非线性依赖的特征频率的光子布居数。纠缠的时间依赖性是与无公度频率的振荡叠加的结果。因此,$E_{\mathrm{N}}(t)$是时间的准周期函数,其复杂轮廓强烈依赖于光子的数量。
2010-03-17 cond-mat.mes-hall quant-ph
Probing the Jaynes-Cummings Ladder with Spin Circuit Quantum Electrodynamics
本文通过提高探测功率和双音频谱学观测自旋 circuit QED 中 Jaynes-Cummings 阶梯的激发态与多光子跃迁,并以输入—输出框架解释既有实验特征。
2023-04-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
Strong coupling expansion for the Bose-Hubbard and the Jaynes-Cummings lattice model
为了研究玻色-哈伯德和Jaynes-Cummings晶格模型的各个方面,我们采用了Eckardt等人[Phys.Rev.B79,195131]和Teichmann等人[Phys.Rev.B79,224515]最近提出的基于Kato-Bloch微扰理论的强耦合展开。的方法,它允许生成数字上的所有图表的相互作用强度达到所需的顺序是广义的无序系统和Jaynes-Cummings晶格模型。将给出Bose-Hubbard和Jaynes-Cummings晶格模型的结果,并与VCA和DMRG的结果进行比较。我们的重点将放在从莫特绝缘体到超流的转变上。
2012-07-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.other quant-ph
Jaynes-Cummings model under monochromatic driving
本文用解析和数值方法研究了单色光驱动下Jaynes-Cummings模型的性质。分析结果可以理解的情况下,谐振器和驱动频率之间的密切共振的多光子激发的两个分支的制度。旋转波近似允许将原始驱动模型的描述简化为光子与量子比特之间强耦合的有效Jaynes-Cummings模型。即使在共振附近理论与数值计算之间存在一定的偏差,分析结果与数值计算结果仍能很好地吻合。我们认为,驱动Jaynes-Cummings模型的丰富性质代表了超导量子比特和其他系统的实验研究的新领域。
2020-10-01 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Equation of motion approach to black-box quantization: taming the multi-mode Jaynes-Cummings model
嵌入任意环境中的约瑟夫森结的精确建模对于量子比特设计是至关重要的。我们提出了一种形式主义,以获得一个Lindblad主方程,描述了系统的演变。由于量子位自由度以明确定义的频率$ω_q$振荡,因此环境仅需在此频率附近建模。不同于其他方法,我们表明,这一目标可以通过建模的环境,只有几个自由度。我们处理的例子耦合到带状线谐振器的transmon量子比特。从第一性原理出发,导出了耗散单模Jaynes-Cummings模型的参数。我们表明,非共振模式的主要贡献是一个相关的衰变过程,涉及量子比特和谐振器模式。特别地,我们的结果表明,在多模Jaynes-Cummings模型的非共振模式的影响是微扰在$1/ ω_q$。
2019-01-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
Response of the Strongly-Driven Jaynes-Cummings Oscillator
我们分析了强色散区的Jaynes-Cummings量子光学模型。在坏腔极限和短于原子相干时间的时间尺度上,动力学是非线性振荡器的动力学。一个稳态的非微扰半经典分析表现出一个有限的双稳态区域划定的一对临界点,不同于通常的色散双稳态克尔非线性。这一分析解释了我们的量子轨道模拟,表明与电路量子电动力学领域最近的实验定性一致。
2010-05-03 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Optical Spectra of the Jaynes-Cummings Ladder
我们探讨了在与单模光强耦合的二能级系统的发射光谱中Jaynes-Cummings阶梯是如何发生的。我们专注于非常强的耦合的情况下,这将实现与系统的质量非常好(非常长的寿命为发射器和腔)。我们考虑的非相干制度的激发,这是实现与半导体量子点在微腔,并讨论如何合理的理解是系统的Jaynes-Cummings哈密顿量的修饰状态之间的过渡。
2009-02-04 cond-mat.mes-hall
Effective Three-Body Interactions in Jaynes-Cummings-Hubbard Systems
介绍了耦合腔阵列的Jaynes-Cummings-哈伯德模型的推广,其中每个腔中嵌入的二能级系统被$Ξ$型三能级系统所取代。我们证明了在每一个位置产生的有效极化激元-极化激元相互作用是两体和三体。通过调整两个跃迁偶极矩阵元素的比例,我们表明,两体相互作用的强度和符号可以控制,同时保持三体排斥。然后,我们继续展示如何不同的两体和三体相互作用改变平均场超流-莫特绝缘体相图,与可能出现的一对超流相在两体吸引制度。
2018-10-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Deep Strong Coupling Regime of the Jaynes-Cummings model
研究了Jaynes-Cummings模型中深强耦合区(DSC)中,耦合强度g与谐振子频率w(g/w > 1)相当或更大时,二能级系统与量子化谐振子相互作用的量子动力学.在这种情况下,一般不能应用或微扰地处理双折射波近似。我们提出了一个直观的和预测的物理框架来描述DSC制度,光子数波包反弹来回沿着希尔伯特空间的奇偶校验链,同时产生崩溃和复苏的初始人口。在量子比特布居、光子统计和维格纳相空间中,我们用数值和分析的考虑来描述我们的物理框架。
2010-12-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Effect of pure dephasing on the Jaynes-Cummings nonlinearities
研究了在非线性区域中,纯退相对量子点与微腔单模强耦合的影响。我们发现,该系统的光致发光光谱具有强大的趋势,显示三重态结构,而不是预期的Jaynes-Cummings对的双峰在非公度频率$\pm(\sqrt{n}\pm\sqrt{n-1})$整数$n$。我们表明,目前的实验工作可能已经表现出单光子非线性的签名。
2009-09-30 cond-mat.mes-hall
Transition from Jaynes-Cummings to Autler-Townes ladder in a quantum dot-microcavity system
我们对相干驱动强耦合量子点-微腔系统进行了实验和理论研究。我们的重点是物理学的未开发的中间激发制度,共振激光场服装强耦合的单激子-光子(极化激元)系统,导致在一个梯子的激光装扮Jaynes-Cummings状态。在这种情况下,发射器到微腔的受限光场和到外部激光器的光场的耦合同样重要,如通过观察外部激光器对极化激元分支的注入拉动所证明的。这种中间相互作用机制特别有趣,因为它连接了纯量子力学的Jaynes-Cummings阶梯和半经典的Autler-Townes阶梯。探索相互耦合系统的驱动强度依赖性,我们建立了共振荧光信号中的最大值作为中间状态的稳健指纹,并观察指示激光修饰的Jaynes-Cummings阶梯的签名。为了解决基本的物理问题,我们通过费米子性质的物质成分进行饱和来激发耦合系统-与常用的腔介导的激发相反。
2016-12-20 cond-mat.mes-hall
Dispersive regime of the Jaynes-Cummings and Rabi lattice
基于光子的强相关晶格模型,如Jaynes-Cummings和Rabi晶格,与它们更传统的亲戚,如玻色-哈伯德模型不同之处在于存在一个额外的可调参数:伪自旋自由度和每个位置上的谐波模式频率之间的频率失谐。每当这种失谐是大的相关耦合强度相比,该系统被称为是在色散制度。这种机制的物理学在单个Jaynes-Cummings或Rabi站点的水平上得到了很好的理解。在这里,我们扩展的色散制度的理论描述与许多网站的晶格,强耦合和超强耦合。我们讨论了量子比特-量子比特和光子-光子耦合的性质和空间范围,证明了光子配对和压缩的出现,并通过Rabi二聚体的精确对角化来说明我们的结果。
2013-11-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el physics.atom-ph
Density operator of a system pumped with polaritons: A Jaynes-Cummings like approach
我们研究了在微腔-量子点系统中考虑两种不同的非相干泵浦的影响。当系统被极化激元非相干泵浦时,它能够在稳态极限下维持大量的光子,并且具有泊松统计,并且还导致可分离的激子-光子态。我们还研究了这两种类型的泵浦(激子和极化激子)在腔的发射光谱的影响。我们表明,极化激子泵浦这里考虑的是无法修改系统的动力学制度的激子泵浦。最后,我们得到了这里考虑的量子主方程产生的密度矩阵的负性的封闭形式的表达式。
2010-09-08 cond-mat.mes-hall