1Instituto de Física da UFRGS Av. Bento Gonçalves 9500, Porto Alegre, RS, Brésil
2Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas/MCTI, 22290-180, Rio de Janeiro, RJ, Brésil
3Instituto de Ciencias Físicas, Universidad Nacional Autónoma de México, Cuernavaca, Morelos 62210, Mexique
4Département de physique, Yeshiva University, New York, New York 10016, États-Unis
5Instituto de Ciencias Nucleares, Universidad Nacional Autónoma de México, Apdo. Postal 70-543, CP 04510 Cd. Mx., Mexique
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Abstract
Nous étudions la correspondance quantique-classique d'un système accessible expérimentalement de bosons en interaction dans un potentiel à triple puits incliné. Avec l'analyse semi-classique, nous obtenons une meilleure compréhension des différentes phases du système quantique et comment elles pourraient être utilisées pour l'informatique quantique. Dans les limites intégrables, notre analyse des points stationnaires de l'hamiltonien semi-classique révèle des points critiques associés à des transitions de phase quantiques du second ordre. Dans le domaine non intégrable, le système présente des croisements. Selon les paramètres et les quantités, la correspondance quantique-classique est valable pour très peu de bosons. Dans certaines régions de paramètres, l'état fondamental est robuste (très sensible) aux changements de la force d'interaction (amplitude d'inclinaison), ce qui peut être utile pour les protocoles d'information quantique (détection quantique).
Image en vedette : tracés de densité pour les résultats semi-classiques des nombres d'occupations pour différentes forces d'interaction $U/J$ et amplitudes d'inclinaison $epsilon/J$.
Résumé populaire
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► Références
ML Mehta, Matrices aléatoires (Elsevier Academic Press, Amsterdam, 2004).
G. Casati, F. Valz-Gris et I. Guarneri, Sur le lien entre la quantification des systèmes non intégrables et la théorie statistique des spectres, Lett. Nuov. Cim. 28, 279 (1980).
https: / / doi.org/ 10.1007 / BF02798790
O. Bohigas, M. Giannoni et C. Schmit, Fluctuations spectrales des systèmes quantiques classiquement chaotiques, Notes de cours en physique 263, 18 (1986).
https://doi.org/10.1007/3-540-17171-1_2
EB Rozenbaum, S. Ganeshan et V. Galitski, Taux de croissance de l'exposant de Lyapunov et du corrélateur hors-temps dans un système chaotique, Phys. Rév. Lett. 118, 086801 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.118.086801
J. Chávez-Carlos, B. López-del Carpio, MA Bastarrachea-Magnani, P. Stránský, S. Lerma-Hernández, LF Santos et JG Hirsch, Quantum and classic Lyapunov exponents in atom-field interaction systems, Phys. Rév. Lett. 122, 024101 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.122.024101
S. Pappalardi, A. Russomanno, B. Žunkovič, F. Iemini, A. Silva et R. Fazio, Brouillage et enchevêtrement se propageant dans des chaînes de spin à longue portée, Phys. Rév. B 98, 134303 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevB.98.134303
S. Pilatowsky-Cameo, J. Chávez-Carlos, MA Bastarrachea-Magnani, P. Stránský, S. Lerma-Hernández, LF Santos et JG Hirsch, Exposants quantiques positifs de Lyapunov dans les systèmes expérimentaux avec une limite classique régulière, Phys. Rév. E 101, 010202(R) (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevE.101.010202
Q. Hummel, B. Geiger, JD Urbina et K. Richter, Diffusion d'informations quantiques réversibles dans les systèmes à plusieurs corps proches de la criticité, Phys. Rév. Lett. 123, 160401 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.123.160401
T. Xu, T. Scaffidi et X. Cao, Le brouillage est-il égal au chaos ?, Phys. Rév. Lett. 124, 140602 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.124.140602
K. Hashimoto, K.-B. Euh, K.-Y. Kim et R. Watanabe, Croissance exponentielle du corrélateur hors-temps sans chaos : oscillateur harmonique inversé, J. High Energ. Phys. 2020 (11), 68.
https: / / doi.org/ 10.1007 / JHEP11 (2020) 068
EJ Heller, Fonctions propres à l'état lié des systèmes hamiltoniens chaotiques classiques : cicatrices d'orbites périodiques, Phys. Rév. Lett. 53, 1515 (1984).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevlett.53.1515
H.-J. Stöckmann, Quantum Chaos : an introduction (Cambridge University Press, Cambridge, Royaume-Uni, 2006).
https: / / doi.org/ 10.1017 / CBO9780511524622
D. Villaseñor, S. Pilatowsky-Cameo, MA Bastarrachea-Magnani, S. Lerma-Hernández, LF Santos et JG Hirsch, Quantum vs classic dynamics in a spin-boson system:manifestations of spectral corrélations and scarring, New J. Phys . 22, 063036 (2020).
https://doi.org/10.1088/1367-2630/ab8ef8
S. Pilatowsky-Cameo, D. Villaseñor, MA Bastarrachea-Magnani, S. Lerma-Hernández, LF Santos et JG Hirsch, La cicatrisation quantique omniprésente n'empêche pas l'ergodicité, Nat. Comm. 12, 852 (2021).
https://doi.org/10.1038/s41467-021-21123-5
K. Nemoto, CA Holmes, GJ Milburn et WJ Munro, Dynamique quantique de trois condensats atomiques couplés de Bose-Einstein, Phys. Rév. A 63, 013604 (2000).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.63.013604
B. Liu, L.-B. Fu, S.-P. Yang et J. Liu, oscillation de Josephson et transition vers l'auto-piégeage pour les condensats de Bose-Einstein dans un piège à triple puits, Phys. Rév. A 75, 033601 (2007).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.75.033601
P. Buonsante, R. Franzosi et V. Penna, Contrôle des oscillations macroscopiques instables dans la dynamique de trois condensats de Bose couplés, J. Phys. A 42, 285307 (2009).
https://doi.org/10.1088/1751-8113/42/28/285307
TF Viscondi, K. Furuya et MC de Oliveira, Transition de phase, enchevêtrement et compression dans un condensat à triple puits, EPL (Europhys. Lett.) 90, 10014 (2010).
https://doi.org/10.1209/0295-5075/90/10014
AI Streltsov, K. Sakmann, OE Alon et LS Cederbaum, Dynamique à long terme précise de plusieurs bosons dans des pièges périodiques à triple puits, Phys. Rév. A 83, 043604 (2011).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.83.043604
TF Viscondi et K. Furuya, Dynamique d'un condensat de Bose-Einstein dans un piège à triple puits symétrique, J. Phys. A 44, 175301 (2011).
https://doi.org/10.1088/1751-8113/44/17/175301
L. Cao, I. Brouzos, S. Zöllner et P. Schmelcher, Interaction-driven interband tunneling of bosons in the triple well, New J. Phys. 13, 033032 (2011).
https://doi.org/10.1088/1367-2630/13/3/033032
CJ Bradly, M. Rab, AD Greentree et AM Martin, Tunneling cohérent via passage adiabatique dans un système Bose-Hubbard à trois puits, Phys. Rév. A 85, 053609 (2012).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.85.053609
Z. Zhou, W. Hai, Q. Xie et J. Tan, Tunneling de second ordre de deux bosons en interaction dans un puits triple entraîné, New J. Phys. 15, 123020 (2013).
https://doi.org/10.1088/1367-2630/15/12/123020
Q. Guo, X. Chen et B. Wu, Tunneling dynamics and band structures of three faiblement couplé Bose-Einstein condensats, Opt. Express 22, 19219 (2014).
https: / / doi.org/ 10.1364 / OE.22.019219
MK Olsen, Dynamique quantique et intrication dans le transport cohérent de population atomique, J. Phys. B 47, 095301 (2014).
https://doi.org/10.1088/0953-4075/47/9/095301
GM Koutentakis, SI Mistakidis et P. Schmelcher, Mécanismes d'effet tunnel résonnant induit par Quench de bosons dans un réseau optique avec confinement harmonique, Phys. Rév. A 95, 013617 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.95.013617
L. Guo, L. Du, C. Yin, Y. Zhang et S. Chen, Evolutions dynamiques dans les systèmes à triple puits non hermitiens à potentiel complexe, Phys. Rév. A 97, 032109 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.97.032109
S. Bera, R. Roy, A. Gammal, B. Chakrabarti et B. Chatterjee, Sonder la dynamique de relaxation de quelques bosons fortement corrélés dans un réseau optique à triple puits 1D, J. Phys. B 52, 215303 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1088 / 1361-6455 / ab2999
S. Dutta, MC Tsatsos, S. Basu et AUJ Lode, Gestion des corrélations d'UltracoldBosons dans des puits triples, New J. Phys. 21, 053044 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1088 / 1367-2630 / ab117d
G. McCormack, R. Nath et W. Li, Dynamique non linéaire des condensats de Bose-Einstein habillés de Rydberg dans un potentiel à triple puits, Phys. Rév. A 102, 063329 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.102.063329
Sayak Ray, Doron Cohen et Amichay Vardi, Dégradation induite par le chaos de la modélisation Bose-Hubbard, Phys. Rév. A 101, 013624 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.101.013624
Bo Xiong et Uwe W. Fischer, Cohérence induite par l'interaction entre les bosons polaires stockés dans des potentiels à triple puits, Phys. Rév. A 88, 063608 (2013).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.88.063608
V. Penna, et A. Richaud, Le mécanisme de séparation de phase d'un mélange binaire dans un trimère en anneau, Sci Rep 8, 10242 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1038 / s41598-018-28573-w
A. Richaud et V. Penna, La séparation de phases peut être plus forte que le chaos, New J. Phys. 20, 105008 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1088 / 1367-2630 / aae73e
T. Lahaye, T. Pfau et L. Santos, Ensembles mésoscopiques de bosons polaires dans les potentiels de triple puits, Phys. Rév. Lett. 104, 170404 (2010).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.104.170404
D. Peter, K. Pawłowski, T. Pfau et K. Rzażewski, Description du champ moyen des bosons dipolaires dans les potentiels à triple puits, J. Phys. B 45, 225302 (2012).
https://doi.org/10.1088/0953-4075/45/22/225302
HACHE. Zhang et J.-K. Xue, Interaction induite par les dipolaires entre la physique inter-niveaux et les transitions de phase macroscopiques dans les potentiels à triple puits, J. Phys. B 45, 145305 (2012).
https://doi.org/10.1088/0953-4075/45/14/145305
L. Dell'Anna, G. Mazzarella, V. Penna et L. Salasnich, Entropie d'intrication et états quantiques macroscopiques avec des bosons dipolaires dans un potentiel triple puits, Phys. Rév. A 87, 053620 (2013).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.87.053620
LH Ymai, AP Tonel, A. Foerster et J. Links, modèles de tunneling multi-puits intégrables quantiques, J. Phys. A 50, 264001 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1088 / 1751-8121 / aa7227
KW Wilsmann, LH Ymai, AP Tonel, J. Links et A. Foerster, Contrôle de l'effet tunnel dans un dispositif de commutation atomique, Comm. Phys. 1 (2018).
https://doi.org/10.1038/s42005-018-0089-1
AP Tonel, LH Ymai, KW Wilsmann, A. Foerster et J. Links, États enchevêtrés de bosons dipolaires générés dans un potentiel triple puits, SciPost Phys. 12, 003 (2020).
https:///doi.org/10.21468/SciPostPhysCore.2.1.003
D. Blume, Sauter de deux et trois particules à l'infinité, Physique 3, 74 (2010).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physics.3.74
D. Blume, Physique à peu de corps avec des systèmes atomiques et moléculaires ultrafroids dans des pièges, Rep. Prog. Phys. 75, 046401 (2012).
https://doi.org/10.1088/0034-4885/75/4/046401
A. Dehkharghani, A. Volosniev, J. Lindgren, J. Rotureau, C. Forssén, D. Fedorov, A. Jensen et N. Zinner, Le magnétisme quantique dans les systèmes de Bose spineurs unidimensionnels en interaction forte, Sci. Rép. 5, 1 (2015).
https: / / doi.org/ 10.1038 / srep10675
Zinner, Nikolaj Thomas, Exploring the quelques-to many-body crossover using cold atomes in one dimension, EPJ Web of Conferences 113, 01002 (2016).
https:///doi.org/10.1051/epjconf/201611301002
M. Schiulaz, M. Távora et LF Santos, Des systèmes quantiques à plusieurs corps à quelques-uns, Quantum Sci. Technol. 3, 044006 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1088 / 2058-9565 / aad913
T. Sowiński et M. Á. García-March, Mélanges unidimensionnels de plusieurs atomes ultrafroids: une revue, Rep. Progr. Phys. 82, 104401 (2019).
https://doi.org/10.1088/1361-6633/ab3a80
G. Zisling, LF Santos et YB Lev, Combien de particules composent un système quantique chaotique à plusieurs corps ?, SciPost Phys. 10, 88 (2021).
https: / / doi.org/ 10.21468 / SciPostPhys.10.4.088
T. Fogarty, MA Garcia-March, LF Santos et NL Harshman, Sonder le bord entre l'intégrabilité et le chaos quantique dans les systèmes à quelques atomes en interaction, Quantum 5, 486 (2021).
https://doi.org/10.22331/q-2021-06-29-486
F. Serwane, G. Zürn, T. Lompe, T. Ottenstein, A. Wenz et S. Jochim, Préparation déterministe d'un système accordable à quelques fermions, Science 332, 336 (2011).
https: / / doi.org/ 10.1126 / science.1201351
AN Wenz, G. Zürn, S. Murmann, I. Brouzos, T. Lompe et S. Jochim, From Few to Many: Observing the Formation of a Fermi Sea One Atom at a Time, Science 342, 457 (2013).
https: / / doi.org/ 10.1126 / science.1240516
Les codes et les données doivent être fournis sur demande.
K. Hepp, La limite classique pour les fonctions de corrélation mécanique quantique, Commun. Math. Phys. 35, 265 (1974).
https: / / doi.org/ 10.1007 / BF01646348
AJ Leggett, condensation de Bose-Einstein dans les gaz alcalins : quelques concepts fondamentaux., Rev. Mod. Phys. 73, 307 (2001).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.73.307
O. Castaños, R. Lopez-Peña et JG Hirsch, Transitions de phase classiques et quantiques dans le modèle Lipkin-Meshkov-Glick, Phys. Rév. B 74, 104118 (2006).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevB.74.104118
CL Degen, F. Reinhard et P. Capellaro, Quantum sensing, Rev. Mod. Phys. 89, 035002 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.89.035002
DS Grun, Léandro. H. Ymai, KW Wittmann, AP Ymai et Angela Foerster, Jon Links, Interférométrie atomique intégrable, (2020), arXiv:2004.11987 [quant-ph].
arXiv: 2004.11987
DS Grun, KW Wittmann, Leandro. H. Ymai, Jon Links et Angela Foerster, Atomtronic protocol designs for NOON states, (2021), arXiv:2102.02944 [quant-ph].
arXiv: 2102.02944
Cité par
[1] Gary McCormack, Rejish Nath et Weibin Li, « Hyperchaos dans une chaîne Bose-Hubbard avec des interactions habillées par Rydberg », arXiv: 2108.09683.
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Source : https://quantum-journal.org/papers/q-2021-10-19-563/
