$n$-광자 구동 양자 비선형 공진기의 소산 위상 전이

$n$-광자 구동 양자 비선형 공진기의 소산 위상 전이

타임 스탬프 : 7 년 2023 월 7 일 오전 20:XNUMX

파브리치오 밍간티1,2, 빈첸초 사보나1,2, 알베르토 비엘라3

1물리학 연구소, Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), CH-1015 로잔, 스위스
2양자 과학 및 공학 센터, Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne(EPFL), CH-1015 Lausanne, Switzerland
3Pitaevskii BEC 센터, CNR-INO 및 Dipartimento di Fisica, Università di Trento, I-38123 트렌토, 이탈리아

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추상

우리는 $n$-광자 구동 및 소산이 적용되는 비선형 광자 공진기에서 유한 성분 소산 위상 전이(DPT)의 출현을 조사하고 특성화합니다. 반고전적 접근 방식을 활용하여 이 클래스의 시스템에서 2차 DPT 발생에 대한 일반적인 결과를 도출합니다. 우리는 모든 홀수 $n$에 대해 4차 DPT가 발생할 수 없는 반면, $n$에 대해서도 고차 비선형성 간의 경쟁이 임계성의 특성을 결정하고 XNUMX차 DPT가 $에 대해서만 나타날 수 있음을 보여줍니다. n=XNUMX$ 및 $n=XNUMX$. 중추적인 예로, 우리는 XNUMX광자 및 XNUMX광자 구동 소산 Kerr 공진기의 전체 양자 역학을 연구하여 전이의 성격에 대한 반고전적 분석의 예측을 확인합니다. 진공의 안정성과 다양한 단계에 접근하는 데 필요한 일반적인 기간도 논의됩니다. 또한 XNUMX, 낮은 및 높은 광자 수를 중심으로 여러 솔루션이 나타나는 XNUMX차 DPT를 보여줍니다. 우리의 결과는 중요한 행동을 유발하는 데 있어 $strong$ 및 $weak$ 대칭이 수행하는 중요한 역할을 강조하고, 양자 감지 문제에 적용할 수 있는 구동 소산 시스템의 고차 비선형 프로세스 효과를 연구하기 위한 Liouvillian 프레임워크를 제공합니다. 그리고 정보 처리.

$n$-광자 구동 양자 비선형 공진기 PlatoBlockchain Data Intelligence의 소산 위상 전환. 수직 검색. 일체 포함.

주요 이미지: $n$-광자 구동 소산성 Kerr 공진기의 스케치(왼쪽). $n$의 패리티와 시스템의 기본 대칭에 따라 오른쪽 구성표에 표시된 대로 XNUMX차 또는 XNUMX차 소산 상 전이가 발생할 수 있습니다. XNUMX차 전이의 경우 진공은 구동 진폭의 임의 값에 대해 준안정 상태로 유지됩니다.

인기 요약

상전이는 본질적으로 어디에나 존재합니다. 이는 에너지 최소화와 경쟁하는 열 변동에 의해 촉발될 수 있으며, 이는 시스템의 열역학적 특성에 급격한 변화를 가져옵니다. 양자 시스템에서 상전이는 온도가 XNUMX인 경우에도 발생할 수 있으며, 매개변수가 변경됨에 따라 시스템의 바닥 상태가 급격하게 변경되는 것이 특징입니다. 이 개념은 양자 시스템이 열 평형 상태에서 벗어나 환경과 상호 작용하는 경우에도 적용됩니다. 이러한 소산 위상 전환을 독특하게 만드는 것은 구동 필드, 소산 및 상호 작용 등 여러 요소가 시스템의 위상을 결정하기 위해 경쟁한다는 것입니다. 이러한 맥락에서 소산성 상전이를 관찰할 수 있는 방법과 여부, 그리고 그 특징을 결정하는 데 있어 구동 필드와 소산의 역할을 포함하여 수많은 필수 질문이 지속됩니다. 우리 연구에서는 이 분야의 패러다임 모델인 비선형 구동 소산 양자 공진기의 물리학을 연구합니다. 이러한 종류의 시스템에 대한 엔지니어링 및 제어 분야의 최근 기술 발전에 힘입어 우리는 특정 수의 $n$ 광자를 주입하고 소멸시키는 구동 및 소산 메커니즘을 고려합니다. 우리는 소산성 상전이가 나타나는 일반적인 조건을 도출하고 전체 양자 분석을 통해 주요 특징을 설명합니다. 우리는 구동 및 소실 유형, 특히 광자 수 $n$가 어떻게 전이의 성격을 결정하는지 보여주고 시스템의 기본 대칭이 시스템의 중요한 속성을 결정하는 역할을 강조합니다. 우리의 연구 결과는 기본 지식을 발전시키고 비선형 양자 공진기에 의존하는 양자 정보 기술 개발 모두에서 의미가 있습니다.

► BibTeX 데이터

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[3] Adrià Labay-Mora, Roberta Zambrini 및 Gian Luca Giorgi, "단일 구동 소산 비선형 발진기를 사용한 양자 연관 메모리", 물리적 검토 서한 130 19, 190602 (2023).

[4] Dragan Marković 및 Mihailo czubrović, "반고전적인 Bose-Hubbard 체인의 혼돈과 변칙적 이동", arXiv : 2308.14720, (2023).

[5] Guillaume Beaulieu, Fabrizio Minganti, Simone Frasca, Vincenzo Savona, Simone Felicetti, Roberto Di Candia 및 Pasquale Scarlino, "XNUMX광자 구동 Kerr 공진기에서 XNUMX차 및 XNUMX차 소산 상전이 관찰", arXiv : 2310.13636, (2023).

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