Verbind je met ons

Plato verticaal zoeken

Quantum

Kwantumklassieke correspondentie van een systeem van op elkaar inwerkende bosonen in een triple-well-potentiaal

ER Castro1,2, Jorge Chávez-Carlos3, I. Roditi2, Lea F. Santos4, en Jorge G. Hirsch5

1Instituto de Física da UFRGS Av. Bento Gonçalves 9500, Porto Alegre, RS, Brazilië
2Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas/MCTI, 22290-180, Rio de Janeiro, RJ, Brazilië
3Instituto de Ciencias Fisicas, Universidad Nacional Autónoma de México, Cuernavaca, Morelos 62210, México
4Afdeling Natuurkunde, Yeshiva University, New York, New York 10016, VS
5Instituto de Ciencias Nucleares, Universidad Nacional Autónoma de México, Apdo. Post 70-543, CP 04510 Cd. Mx., Mexico

Vind je dit artikel interessant of wil je het bespreken? Scite of laat een reactie achter op SciRate.

Abstract

We bestuderen de kwantumklassieke correspondentie van een experimenteel toegankelijk systeem van op elkaar inwerkende bosonen in een gekanteld triple-well-potentieel. Met de semiklassieke analyse krijgen we een beter begrip van de verschillende fasen van het kwantumsysteem en hoe deze kunnen worden gebruikt voor kwantuminformatiewetenschap. In de integreerbare limieten onthult onze analyse van de stationaire punten van de semi-klassieke Hamiltoniaan kritische punten die verband houden met tweede-orde kwantumfaseovergangen. In het niet-integreerbare domein vertoont het systeem crossovers. Afhankelijk van de parameters en grootheden geldt de kwantumklassieke correspondentie voor zeer weinig bosonen. In sommige parametergebieden is de grondtoestand robuust (zeer gevoelig) voor veranderingen in de interactiesterkte (tiltamplitude), wat van pas kan komen voor kwantuminformatieprotocollen (quantum sensing).

Studies van de kwantumklassieke correspondentie geven inzicht in de eigenschappen van zowel het kwantumsysteem als zijn klassieke tegenhanger. In dit werk onderzoeken we de kwantumklassieke correspondentie om de kwantumfase-overgangspunten van een experimenteel toegankelijk systeem van op elkaar inwerkende bosonen te lokaliseren in een triple-well-potentiaal. Met de semiklassieke analyse krijgen we een beter begrip van de verschillende fasen van het kwantumsysteem en hoe deze kunnen worden gebruikt voor kwantuminformatiewetenschap.

► BibTeX-gegevens

► Referenties

[1] ML Mehta, Random Matrices (Elsevier Academic Press, Amsterdam, 2004).

[2] G. Casati, F. Valz-Gris, en I. Guarneri, over het verband tussen kwantisatie van niet-integreerbare systemen en statistische theorie van spectra, Lett. Nuov. Cim. 28, 279 (1980).
https: / / doi.org/ 10.1007 / BF02798790

[3] O. Bohigas, M. Giannoni en C. Schmit, Spectrale fluctuaties van klassiek chaotische kwantumsystemen, Lecture Notes in Physics 263, 18 (1986).
https:/​/​doi.org/​10.1007/​3-540-17171-1_2

[4] EB Rozenbaum, S. Ganeshan en V. Galitski, Lyapunov Exponent en Out-of-Time-Ordered Correlator's groeisnelheid in een chaotisch systeem, Phys. ds. Lett. 118, 086801 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.118.086801

Advertentie. Scroll om verder te lezen.

[5] J. Chávez-Carlos, B. López-del Carpio, MA Bastarrachea-Magnani, P. Stránský, S. Lerma-Hernández, LF Santos, en JG Hirsch, Quantum en klassieke Lyapunov-exponenten in atoomveldinteractiesystemen, Phys. ds. Lett. 122, 024101 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.122.024101

[6] S. Pappalardi, A. Russomanno, B. Žunkovič, F. Iemini, A. Silva en R. Fazio, Scrambling en verstrengeling verspreiding in lange afstand spinketens, Phys. Rev. B 98, 134303 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevB.98.134303

[7] S. Pilatowsky-Cameo, J. Chávez-Carlos, MA Bastarrachea-Magnani, P. Stránský, S. Lerma-Hernández, LF Santos en JG Hirsch, Positieve kwantum Lyapunov-exponenten in experimentele systemen met een reguliere klassieke limiet, Phys. Rev. E 101, 010202(R) (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevE.101.010202

[8] Q. Hummel, B. Geiger, JD Urbina en K. Richter, Reversible Quantum Information Spreading in Many-Body Systems nabij Criticality, Phys. ds. Lett. 123, 160401 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.123.160401

[9] T. Xu, T. Scaffidi en X. Cao, Is scrambling gelijk aan chaos?, Phys. ds. Lett. 124, 140602 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.124.140602

[10] K. Hashimoto, K.-B. Huh, K.-Y. Kim, en R. Watanabe, Exponentiële groei van out-of-time-order correlator zonder chaos: omgekeerde harmonische oscillator, J. High Energ. Fys. 2020 (11), 68.
https: / / doi.org/ 10.1007 / JHEP11 (2020) 068

[11] EJ Heller, Bound-State Eigenfuncties van klassiek chaotische Hamiltoniaanse systemen: littekens van periodieke banen, Phys. ds. Lett. 53, 1515 (1984).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevlett.53.1515

[12] H.-J. Stöckmann, Quantum Chaos: een inleiding (Cambridge University Press, Cambridge, VK, 2006).
https: / / doi.org/ 10.1017 / CBO9780511524622

[13] D. Villaseñor, S. Pilatowsky-Cameo, MA Bastarrachea-Magnani, S. Lerma-Hernández, LF Santos en JG Hirsch, Quantum vs klassieke dynamiek in een spin-bosonsysteem: manifestaties van spectrale correlaties en littekens, New J. Phys . 22, 063036 (2020).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​ab8ef8

[14] S. Pilatowsky-Cameo, D. Villaseñor, MA Bastarrachea-Magnani, S. Lerma-Hernández, LF Santos en JG Hirsch, Alomtegenwoordige kwantumlittekens voorkomen ergodiciteit niet, Nat. Comm. 12, 852 (2021).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41467-021-21123-5

Advertentie. Scroll om verder te lezen.

[15] K. Nemoto, CA Holmes, GJ Milburn en WJ Munro, Quantumdynamica van drie gekoppelde atomaire Bose-Einstein-condensaten, Phys. Rev. A 63, 013604 (2000).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.63.013604

[16] B. Liu, L.-B. Fu, S.-P. Yang, en J. Liu, Josephson oscillatie en overgang naar zelf-trapping voor Bose-Einstein condensaten in een triple-well trap, Phys. Rev. A 75, 033601 (2007).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.75.033601

[17] P. Buonsante, R. Franzosi en V. Penna, Controle van onstabiele macroscopische oscillaties in de dynamiek van drie gekoppelde Bose-condensaten, J. Phys. A 42, 285307 (2009).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1751-8113/​42/​28/​285307

[18] TF Viscondi, K. Furuya en MC de Oliveira, Faseovergang, verstrikking en knijpen in een condensaat met drie putten, EPL (Europhys. Lett.) 90, 10014 (2010).
https:/​/​doi.org/​10.1209/​0295-5075/​90/​10014

[19] AI Streltsov, K. Sakmann, OE Alon en LS Cederbaum, nauwkeurige multi-boson lange-tijd dynamiek in triple-well periodieke vallen, Phys. Rev. A 83, 043604 (2011).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.83.043604

[20] TF Viscondi en K. Furuya, Dynamics of a Bose-Einstein condensaat in een symmetrische triple-well trap, J. Phys. A 44, 175301 (2011).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1751-8113/​44/​17/​175301

[21] L. Cao, I. Brouzos, S. Zöllner en P. Schmelcher, Interactie-gedreven interband-tunneling van bosonen in de drievoudige put, New J. Phys. 13, 033032 (2011).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​13/​3/​033032

[22] CJ Bradly, M. Rab, AD Greentree en AM Martin, coherente tunneling via adiabatische doorgang in een Bose-Hubbard-systeem met drie putten, Phys. Rev. A 85, 053609 (2012).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.85.053609

[23] Z. Zhou, W. Hai, Q. Xie en J. Tan, tweede-orde tunneling van twee op elkaar inwerkende bosonen in een aangedreven drievoudige put, New J. Phys. 15, 123020 (2013).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​15/​12/​123020

[24] Q. Guo, X. Chen en B. Wu, Tunneling-dynamiek en bandstructuren van drie zwak gekoppelde Bose-Einstein-condensaten, Opt. Express 22, 19219 (2014).
https: / / doi.org/ 10.1364 / OE.22.019219

Advertentie. Scroll om verder te lezen.

[25] MK Olsen, Quantumdynamica en verstrengeling in coherent transport van atomaire populatie, J. Phys. B47, 095301 (2014).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​0953-4075/​47/​9/​095301

[26] GM Koutentakis, SI Mistakidis en P. Schmelcher, Quench-geïnduceerde resonante tunnelmechanismen van bosonen in een optisch rooster met harmonische opsluiting, Phys. Rev. A 95, 013617 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.95.013617

[27] L. Guo, L. Du, C. Yin, Y. Zhang en S. Chen, dynamische evoluties in niet-hermitische triple-well-systemen met een complex potentieel, Phys. Rev. A 97, 032109 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.97.032109

[28] S. Bera, R. Roy, A. Gammal, B. Chakrabarti en B. Chatterjee, Probing relaxatiedynamica van een paar sterk gecorreleerde bosonen in een 1D triple well optisch rooster, J. Phys. B52, 215303 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1088 / 1361-6455 / ab2999

[29] S. Dutta, MC Tsatsos, S. Basu en AUJ Lode, Beheer van de correlaties van UltracoldBosons in drievoudige putten, New J. Phys. 21, 053044 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1088 / 1367-2630 / ab117d

[30] G. McCormack, R. Nath en W. Li, niet-lineaire dynamiek van in Rydberg geklede Bose-Einstein-condensaten in een triple-well-potentieel, Phys. Rev. A 102, 063329 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.102.063329

[31] Sayak Ray, Doron Cohen en Amichay Vardi, Chaos-geïnduceerde afbraak van Bose-Hubbard-modellering, Phys. Rev. A 101, 013624 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.101.013624

[32] Bo Xiong en Uwe W. Fischer, Interactie-geïnduceerde coherentie tussen polaire bosonen opgeslagen in triple-well-potentialen, Phys. Rev. A 88, 063608 (2013).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.88.063608

[33] V. Penna en A. Richaud, Het fasescheidingsmechanisme van een binair mengsel in een ringtrimeer, Sci Rep 8, 10242 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1038 / s41598-018-28573-w

[34] A. Richaud en V. Penna, Fasescheiding kan sterker zijn dan chaos, New J. Phys. 20, 105008 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1088 / 1367-2630 / aae73e

Advertentie. Scroll om verder te lezen.

[35] T. Lahaye, T. Pfau en L. Santos, mesoscopische ensembles van polaire bosonen in Triple-Well Potentials, Phys. ds. Lett. 104, 170404 (2010).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.104.170404

[36] D. Peter, K. Pawłowski, T. Pfau en K. Rzażewski, Mean-field beschrijving van dipolaire bosonen in triple-well potentialen, J. Phys. B45, 225302 (2012).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​0953-4075/​45/​22/​225302

[37] BIJL. Zhang en J.-K. Xue, door dipolair geïnduceerd samenspel tussen fysica op verschillende niveaus en macroscopische faseovergangen in drievoudige putpotentialen, J. Phys. B45, 145305 (2012).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​0953-4075/​45/​14/​145305

[38] L. Dell'Anna, G. Mazzarella, V. Penna en L. Salasnich, Entanglement-entropie en macroscopische kwantumtoestanden met dipolaire bosonen in een triple-well-potentiaal, Phys. Rev. A 87, 053620 (2013).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.87.053620

[39] LH Ymai, AP Tonel, A. Foerster en J. Links, Quantum integrable multi-well tunneling-modellen, J. Phys. A 50, 264001 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1088 / 1751-8121 / aa7227

[40] KW Wilsmann, LH Ymai, AP Tonel, J. Links en A. Foerster, Controle van tunneling in een atomtronic-schakelapparaat, Comm. Fys. 1 (2018).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s42005-018-0089-1

[41] AP Tonel, LH Ymai, KW Wilsmann, A. Foerster en J. Links, Verstrengelde toestanden van dipolaire bosonen gegenereerd in een triple-well-potentieel, SciPost Phys. 12, 003 (2020).
https:/​/​doi.org/​10.21468/​SciPostPhysCore.2.1.003

[42] D. Blume, Springen van twee en drie deeltjes naar oneindig veel, Physics 3, 74 (2010).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physics.3.74

[43] D. Blume, Fysica van weinig lichamen met ultrakoude atomaire en moleculaire systemen in vallen, Rep. Prog. Fys. 75, 046401 (2012).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​0034-4885/​75/​4/​046401

[44] A. Dehkharghani, A. Volosniev, J. Lindgren, J. Rotureau, C. Forssén, D. Fedorov, A. Jensen en N. Zinner, Quantum magnetisme in sterk interagerende eendimensionale spinor Bose-systemen, Sci. Rep. 5, 1 (2015).
https: / / doi.org/ 10.1038 / srep10675

Advertentie. Scroll om verder te lezen.

[45] Zinner, Nikolaj Thomas, Exploring the few-to many-body crossover met koude atomen in één dimensie, EPJ Web of Conferences 113, 01002 (2016).
https:/​/​doi.org/​10.1051/​epjconf/​201611301002

[46] M. Schiulaz, M. Távora en LF Santos, Van kwantumsystemen met weinig tot veel lichamen, Quantum Sci. technologie. 3, 044006 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1088 / 2058-9565 / aad913

[47] T. Sowiński en M. Á. García-March, Eendimensionale mengsels van verschillende ultrakoude atomen: een overzicht, Rep. Progr. Fys. 82, 104401 (2019).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1361-6633/​ab3a80

[48] G. Zisling, LF Santos en YB Lev, Hoeveel deeltjes vormen een chaotisch kwantumsysteem met veel lichamen?, SciPost Phys. 10, 88 (2021).
https: / / doi.org/ 10.21468 / SciPostPhys.10.4.088

[49] T. Fogarty, MA Garcia-March, LF Santos en NL Harshman, Onderzoek naar de grens tussen integreerbaarheid en kwantumchaos in op elkaar inwerkende systemen met weinig atomen, Quantum 5, 486 (2021).
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2021-06-29-486

[50] F. Serwane, G. Zürn, T. Lompe, T. Ottenstein, A. Wenz en S. Jochim, Deterministische voorbereiding van een afstembaar systeem met enkele fermionen, Science 332, 336 (2011).
https: / / doi.org/ 10.1126 / science.1201351

[51] AN Wenz, G. Zürn, S. Murmann, I. Brouzos, T. Lompe en S. Jochim, van weinig tot veel: observeren van de vorming van een Fermi-zee, één atoom tegelijk, Science 342, 457 (2013).
https: / / doi.org/ 10.1126 / science.1240516

[52] Codes en gegevens worden op verzoek verstrekt.

[53] K. Hepp, The Classical Limit for Quantum Mechanical Correlatiefuncties, Commun. Wiskunde. Fys. 35, 265 (1974).
https: / / doi.org/ 10.1007 / BF01646348

[54] AJ Leggett, Bose-Einstein condensatie in de alkaligassen: enkele fundamentele concepten, Rev. Mod. Fys. 73, 307 (2001).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.73.307

Advertentie. Scroll om verder te lezen.

[55] O. Castaños, R. Lopez-Peña en JG Hirsch, Klassieke en kwantumfaseovergangen in het Lipkin-Meshkov-Glick-model, Phys. Rev. B 74, 104118 (2006).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevB.74.104118

[56] CL Degen, F. Reinhard en P. Capellaro, Quantum sensing, Rev. Mod. Fys. 89, 035002 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.89.035002

[57] DS Grun, Leandro. H. Ymai, KW Wittmann, AP Ymai en Angela Foerster, Jon Links, Integreerbare atomtronische interferometrie, (2020), arXiv:2004.11987 [quant-ph].
arXiv: 2004.11987

[58] DS Grun, KW Wittmann, Leandro. H. Ymai, Jon Links en Angela Foerster, Atomtronic-protocolontwerpen voor NOON-staten, (2021), arXiv:2102.02944 [quant-ph].
arXiv: 2102.02944

Geciteerd door

[1] Gary McCormack, Rejish Nath en Weibin Li, "Hyperchaos in een Bose-Hubbard-keten met in Rydberg geklede interacties", arXiv: 2108.09683.

Bovenstaande citaten zijn afkomstig van SAO / NASA ADS (laatst bijgewerkt met succes 2021-10-23 13:12:10). De lijst is mogelijk onvolledig omdat niet alle uitgevers geschikte en volledige citatiegegevens verstrekken.

On De door Crossref geciteerde service er zijn geen gegevens gevonden over het citeren van werken (laatste poging 2021-10-23 13:12:09).

PlatoAi. Web3 opnieuw uitgevonden. Gegevensintelligentie versterkt.
Klik hier om toegang te krijgen.

Bron: https://quantum-journal.org/papers/q-2021-10-19-563/

Advertentie. Scroll om verder te lezen.

Geschreven Door

advertentie

Gerelateerde streams

Big data

Door Gertrude Chavez-Dreyfuss NEW YORK (Reuters) - Cryptocurrency-producten en -fondsen boekten een recordinstroom in de eerste 11 maanden van het jaar, als institutionele ...

Big data

Door Julia Love SAN FRANCISCO (Reuters) - Een groep voormalige Google-medewerkers heeft maandag de Alphabet Inc-eenheid aangeklaagd wegens het schenden van...

Big data

(Reuters) – Twitter Inc heeft maandag bedrijfsinsider en technologiehoofd Parag Agrawal gepromoot om Chief Executive Officer Jack Dorsey te vervangen. De sociale media...

Big data

(Reuters) – Twitter Inc heeft maandag bedrijfsinsider en technologiehoofd Parag Agrawal gepromoot om Chief Executive Officer Jack Dorsey te vervangen. De sociale media...