Связь

Платон Вертикальный поиск

Квантовый

Квантово-классическое соответствие системы взаимодействующих бозонов в трехъямном потенциале

Э. Р. Кастро1,2Хорхе Чавес-Карлос3, И. Родити2, Леа Ф. Сантос4и Хорхе Г. Хирш5

1Instituto de Física da UFRGS Av. Bento Gonçalves 9500, Порту-Алегри, RS, Бразилия
2Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas / MCTI, 22290-180, Рио-де-Жанейро, RJ, Бразилия
3Instituto de Ciencias Físicas, Национальный автономный университет Мексики, Куэрнавака, Морелос 62210, Мексика
4Департамент физики, Университет Иешива, Нью-Йорк, Нью-Йорк 10016, США
5Instituto de Ciencias Nucleares, Национальный автономный университет Мексики, Apdo. Почтовый 70-543, CP 04510 Cd. Mx., Мексика

Находите эту статью интересной или хотите обсудить? Scite или оставить комментарий на SciRate.

Абстрактные

Изучается квантово-классическое соответствие экспериментально доступной системы взаимодействующих бозонов в наклонном трехъямном потенциале. С помощью полуклассического анализа мы лучше понимаем различные фазы квантовой системы и то, как их можно использовать в квантовой информатике. В интегрируемых пределах наш анализ стационарных точек полуклассического гамильтониана обнаруживает критические точки, связанные с квантовыми фазовыми переходами второго рода. В неинтегрируемой области система демонстрирует кроссоверы. В зависимости от параметров и количеств квантово-классическое соответствие выполняется для очень небольшого числа бозонов. В некоторых областях параметров основное состояние устойчиво (очень чувствительно) к изменениям силы взаимодействия (амплитуды наклона), что может быть полезно для протоколов квантовой информации (квантовое зондирование).

Исследования квантово-классического соответствия дают представление о свойствах как квантовой системы, так и ее классического аналога. В этой работе мы исследуем квантово-классическое соответствие для определения точек квантовых фазовых переходов экспериментально доступной системы взаимодействующих бозонов в трехъямном потенциале. С помощью полуклассического анализа мы лучше понимаем различные фазы квантовой системы и то, как их можно использовать в квантовой информатике.

► Данные BibTeX

► Рекомендации

[1] Мехта М.Л. Случайные матрицы (издательство Elsevier Academic Press, Амстердам, 2004 г.).

[2] Дж. Касати, Ф. Валц-Грис, И. Гварнери, О связи между квантованием неинтегрируемых систем и статистической теорией спектров, Lett. Нуов. Cim. 28, 279 (1980).
https: / / doi.org/ 10.1007 / BF02798790

[3] О. Бохигас, М. Джаннони и К. Шмит, Спектральные флуктуации классических хаотических квантовых систем, Lecture Notes in Physics 263, 18 (1986).
https:/​/​doi.org/​10.1007/​3-540-17171-1_2

[4] Розенбаум Е.Б., Ганешан С., Галицкий В. Скорость роста экспоненты Ляпунова и вневременного коррелятора в хаотической системе // Физ. Мезомех. Rev. Lett. 118, 086801 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.118.086801

Реклама. Прокрутите, чтобы продолжить чтение.

[5] Х. Чавес-Карлос, Б. Лопес-дель Карпио, М.А. Бастаррахеа-Маньяни, П. Странски, С. Лерма-Эрнандес, Л. Ф. Сантос и Дж. Г. Хирш, Квантовые и классические показатели Ляпунова в системах взаимодействия атом-поле, Phys. Rev. Lett. 122, 024101 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.122.024101

[6] С. Паппаларди, А. Руссоманно, Б. Люнкович, Ф. Иемини, А. Сильва и Р. Фацио, Скремблирование и распространение сцепления в длинных спиновых цепочках, Phys. Ред. B 98, 134303 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevB.98.134303

[7] С. Пилатовски-Камео, Х. Чавес-Карлос, М. А. Бастаррахеа-Маньяни, П. Странски, С. Лерма-Эрнандес, Л. Ф. Сантос и Дж. Г. Хирш, Положительные квантовые показатели Ляпунова в экспериментальных системах с регулярным классическим пределом, Phys. Ред. E 101, 010202 (R) (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevE.101.010202

[8] Хаммель К., Гейгер Б., Урбина Дж., Рихтер К. Обратимое распространение квантовой информации в системах многих тел вблизи критичности // Физ. Мезомех. Rev. Lett. 123, 160401 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.123.160401

[9] Сюй Т., Скаффиди Т. и Цао X. Равный ли хаос в борьбе? // Phys. Rev. Lett. 124, 140602 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.124.140602

[10] К. Хашимото, К.-Б. Ха, К.-Й. Ким, Р. Ватанабе, Экспоненциальный рост вневременного коррелятора без хаоса: инвертированный гармонический осциллятор, J. High Energ. Phys. 2020 (11), 68.
HTTPS: / / doi.org/ 10.1007 / JHEP11 (2020) 068

[11] EJ Heller, Собственные функции связанных состояний классических хаотических гамильтоновых систем: рубцы периодических орбит, Phys. Rev. Lett. 53, 1515 (1984).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevlett.53.1515

[12] Х.-Ж. Штёкманн, Квантовый хаос: введение (Издательство Кембриджского университета, Кембридж, Великобритания, 2006).
https: / / doi.org/ 10.1017 / CBO9780511524622

[13] Д. Вильясеньор, С. Пилатовски-Камео, М. А. Бастаррахеа-Маньяни, С. Лерма-Эрнандес, Л. Ф. Сантос и Дж. Г. Хирш, Квантовая и классическая динамика в системе спиновых бозонов: проявления спектральных корреляций и рубцевания, 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 и JG Hirsch, Повсеместное квантовое рубцевание не предотвращает эргодичность, Nat. Comm. 12, 852 (2021).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41467-021-21123-5

Реклама. Прокрутите, чтобы продолжить чтение.

[15] К. Немото, К. А. Холмс, Г. Дж. Милберн, У. Дж. Манро, Квантовая динамика трех связанных атомных конденсатов Бозе-Эйнштейна, Phys. Ред. A 63, 013604 (2000).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.63.013604

[16] Б. Лю, Л.-Б. Фу, С.-П. Янг, Дж. Лю, Джозефсоновские осцилляции и переход к автолокализации для конденсатов Бозе-Эйнштейна в трехъямной ловушке, Phys. Ред. A 75, 033601 (2007).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.75.033601

[17] П. Буонсанте, Р. Франзози и В. Пенна, Управление неустойчивыми макроскопическими колебаниями в динамике трех связанных бозе-конденсатов, J. Phys. А 42, 285307 (2009).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1751-8113/​42/​28/​285307

[18] Т.Ф. Висконди, К. Фуруя и М.К. де Оливейра, Фазовый переход, запутывание и сжатие в конденсате с тремя лунками, EPL (Europhys. Lett.) 90, 10014 (2010).
https:/​/​doi.org/​10.1209/​0295-5075/​90/​10014

[19] Стрельцов А.И., Сакманн К., Алон О.Е., Седербаум Л.С. Точная многобозонная долговременная динамика в трехъямных периодических ловушках // Физ. Мезомех. Ред. A 83, 043604 (2011).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.83.043604

[20] Т. Ф. Висконди, К. Фуруя, Динамика конденсата Бозе – Эйнштейна в симметричной трехъямной ловушке, J. Phys. А 44, 175301 (2011).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1751-8113/​44/​17/​175301

[21] L. Cao, I. Brouzos, S. Zöllner, P. Schmelcher, Управляемое взаимодействием межзонное туннелирование бозонов в тройной яме, New J. Phys. 13, 033032 (2011).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​13/​3/​033032

[22] CJ Bradly, M. Rab, AD Greentree и AM Martin, Когерентное туннелирование через адиабатический проход в трехъямной системе Бозе-Хаббарда, Phys. Ред. A 85, 053609 (2012).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.85.053609

[23] Z. Zhou, W. Hai, Q. Xie, J. Tan, Туннелирование второго порядка двух взаимодействующих бозонов в ведомой тройной яме, New J. Phys. 15, 123020 (2013).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​15/​12/​123020

[24] Q. Guo, X. Chen, B. Wu, Туннельная динамика и зонные структуры трех слабосвязанных конденсатов Бозе-Эйнштейна, Опт. Экспресс 22, 19219 (2014).
https: / / doi.org/ 10.1364 / OE.22.019219

Реклама. Прокрутите, чтобы продолжить чтение.

[25] MK Olsen, Квантовая динамика и запутанность в когерентном переносе атомной популяции, J. Phys. В 47, 095301 (2014).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​0953-4075/​47/​9/​095301

[26] GM Koutentakis, SI Mistakidis, P. Schmelcher, Резонансные туннельные механизмы бозонов в оптической решетке с гармоническим ограничением, индуцированные Квенчем, Phys. Ред. A 95, 013617 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.95.013617

[27] Л. Го, Л. Ду, Ч. Инь, Ю. Чжан, С. Чен, Динамические эволюции в неэрмитовых трехъямных системах со сложным потенциалом, Phys. Ред. A 97, 032109 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.97.032109

[28] С. Бера, Р. Рой, А. Гаммал, Б. Чакрабарти и Б. Чаттерджи, Исследование динамики релаксации нескольких сильно коррелированных бозонов в одномерной трехъямной оптической решетке, J. Phys. В 1, 52 (215303).
https: / / doi.org/ 10.1088 / 1361-6455 / ab2999

[29] С. Датта, М. К. Цацос, С. Басу и AUJ Lode, Управление корреляциями ультрахолодных бозонов в тройных скважинах, New J. Phys. 21, 053044 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1088 / 1367-2630 / ab117d

[30] Маккормак Г., Нат Р. и Ли В. Нелинейная динамика бозе-эйнштейновских конденсатов, одетых Ридбергом, в трехъямном потенциале, Phys. Ред. A 102, 063329 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.102.063329

[31] Саяк Рэй, Дорон Коэн и Амичай Варди, Нарушение модели Бозе-Хаббарда, вызванное хаосом, Phys. Ред. A 101, 013624 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.101.013624

[32] Бо Ксюн и Уве В. Фишер, Индуцированная взаимодействием когерентность между полярными бозонами, хранящимися в трехъямных потенциалах, Phys. Ред. A 88, 063608 (2013).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.88.063608

[33] В. Пенна, А. Ришо, Механизм разделения фаз бинарной смеси в кольцевом тримере, Sci Rep 8, 10242 (2018).
HTTPS: / / doi.org/ 10.1038 / s41598-018-28573-ш

[34] А. Ришо и В. Пенна, Разделение фаз может быть сильнее хаоса, New J. Phys. 20, 105008 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1088 / 1367-2630 / aae73e

Реклама. Прокрутите, чтобы продолжить чтение.

[35] Т. Лахайе, Т. Пфау, Л. Сантос, Мезоскопические ансамбли полярных бозонов в трехъямных потенциалах, Phys. Rev. Lett. 104, 170404 (2010).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.104.170404

[36] Д. Петер, К. Павловский, Т. Пфау и К. Рзажевский, Описание дипольных бозонов в трехъямных потенциалах в среднем поле, J. Phys. В 45, 225302 (2012).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​0953-4075/​45/​22/​225302

[37] А.-Х. Чжан и Ж.-К. Сюэ, Диполярно-индуцированное взаимодействие между межуровневой физикой и макроскопическими фазовыми переходами в трехъямных потенциалах, J. Phys. В 45, 145305 (2012).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​0953-4075/​45/​14/​145305

[38] Л. Делл'Анна, Г. Маццарелла, В. Пенна, Л. Саласнич, Энтропия запутанности и макроскопические квантовые состояния с диполярными бозонами в трехъямном потенциале, Phys. Ред. A 87, 053620 (2013).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.87.053620

[39] LH Ymai, AP Tonel, A. Foerster и J. Links, Квантовые интегрируемые модели туннелирования с несколькими ямами, J. Phys. А 50, 264001 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1088 / 1751-8121 / aa7227

[40] KW Wilsmann, LH Ymai, AP Tonel, J. Links и A. Foerster, Управление туннелированием в устройстве переключения атомных электронов, Comm. Phys. 1 (2018).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s42005-018-0089-1

[41] AP Tonel, LH Ymai, KW Wilsmann, A. Foerster и J. Links, Запутанные состояния диполярных бозонов, генерируемых в трехъямном потенциале, SciPost Phys. 12, 003 (2020).
https: // doi.org/ 10.21468 / SciPostPhysCore.2.1.003

[42] Д. Блюм, Прыжки от двух и трех частиц к бесконечному множеству, Physics 3, 74 (2010).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physics.3.74

[43] Д. Блюм, Физика нескольких тел с ультрахолодными атомными и молекулярными системами в ловушках, Rep. Prog. Phys. 75, 046401 (2012).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​0034-4885/​75/​4/​046401

[44] А. Деххаргани, А. Волосниев, Дж. Линдгрен, Дж. Ротюро, К. Форссен, Д. Федоров, А. Йенсен и Н. Зиннер, Квантовый магнетизм в сильно взаимодействующих одномерных спинорных бозе-системах, Sci. Отчет 5, 1 (2015).
https: / / doi.org/ 10.1038 / srep10675

Реклама. Прокрутите, чтобы продолжить чтение.

[45] Зиннер, Николай Томас, Исследование кроссовера нескольких тел многих тел с использованием холодных атомов в одном измерении, EPJ Web of Conferences 113, 01002 (2016).
https: / / doi.org/ 10.1051 / epjconf / 201611301002

[46] М. Скилаз, М. Тавора и Л. Ф. Сантос, От квантовых систем нескольких к многим телам, Quantum Sci. Technol. 3, 044006 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1088 / 2058-9565 / aad913

[47] Т. Совиньски и М.А. Гарсия-Марч, Одномерные смеси нескольких ультрахолодных атомов: обзор, Rep. Progr. Phys. 82, 104401 (2019).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1361-6633/​ab3a80

[48] Г. Зислинг, Л. Ф. Сантос и Ю. Б. Лев, Сколько частиц составляют хаотическую квантовую систему многих тел? // SciPost Phys. 10, 88 (2021).
https: / / doi.org/ 10.21468 / SciPostPhys.10.4.088

[49] Т. Фогарти, М. А. Гарсия-Марч, Л. Ф. Сантос и Н. Л. Харшман, Исследование грани между интегрируемостью и квантовым хаосом во взаимодействующих системах с несколькими атомами, Quantum 5, 486 (2021).
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2021-06-29-486

[50] Ф. Серване, Г. Цюрн, Т. Ломпе, Т. Оттенштейн, А. Венц и С. Йохим, Детерминированная подготовка настраиваемой системы с несколькими фермионами, Science 332, 336 (2011).
https: / / doi.org/ 10.1126 / science.1201351

[51] А. Н. Венц, Г. Цюрн, С. Мурманн, И. Броузос, Т. Ломп и С. Йочим, От немногих к многим: наблюдение за образованием одного атома в море Ферми за раз, Science 342, 457 (2013).
https: / / doi.org/ 10.1126 / science.1240516

[52] Коды и данные предоставляются по запросу.

[53] К. Хепп, Классический предел для квантово-механических корреляционных функций, Commun. Математика. Phys. 35, 265 (1974).
https: / / doi.org/ 10.1007 / BF01646348

[54] AJ Leggett, конденсация Бозе-Эйнштейна в щелочных газах: некоторые фундаментальные концепции., Rev. Mod. Phys. 73, 307 (2001).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.73.307

Реклама. Прокрутите, чтобы продолжить чтение.

[55] О. Кастаньос, Р. Лопес-Пенья, Дж. Хирш, Классические и квантовые фазовые переходы в модели Липкина-Мешкова-Глика, Phys. Ред. B 74, 104118 (2006).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevB.74.104118

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

[57] DS Grun, Леандро. Х. Имай, К. В. Виттманн, А. П. Имаи и Анджела Ферстер, Джон Линкс, Интегрируемая атомно-электронная интерферометрия, (2020), arXiv: 2004.11987 [Quant-ph].
Arxiv: 2004.11987

[58] Д.С. Грун, К.В. Виттманн, Леандро. Х. Имай, Джон Линкс и Анджела Ферстер, Проекты протокола Atomtronic для состояний ПОЛДЕНЬ, (2021), arXiv: 2102.02944 [Quant-ph].
Arxiv: 2102.02944

Цитируется

[1] Гэри МакКормак, Реджиш Нат и Вейбин Ли, «Гиперхаос в цепочке Бозе-Хаббарда с взаимодействиями, одетыми в ридберги», Arxiv: 2108.09683.

Приведенные цитаты из САО / НАСА ADS (последнее обновление успешно 2021-10-23 13:12:10). Список может быть неполным, поскольку не все издатели предоставляют подходящие и полные данные о цитировании.

On Цитируемый сервис Crossref Данные о цитировании работ не найдены (последняя попытка 2021-10-23 13:12:09).

PlatoAi. Web3 в новом свете. Расширенный анализ данных.
Щелкните здесь, чтобы получить доступ.

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

Реклама. Прокрутите, чтобы продолжить чтение.

Реклама

Связанные потоки

Блокчейн

Сегодня, несмотря на риски при использовании криптовалют, а также на меры по ужесточению контроля над криптовалютами со стороны правительства, криптовалюты становятся все более широко ...

Блокчейн

MyTona стала первой компанией в России, объявившей о своих планах в секторе Metaverse. Якутский разработчик игр сообщил в сообщении ...

Блокчейн

Элону и его астрономическим скачкам всегда удавалось удивлять людей из криптопространства. Например, указанная монета совсем недавно зарегистрировала массовый ...

Блокчейн

Игровая платформа Axie Infinity, предназначенная для заработка, недавно опубликовала в Твиттере, что «Земельный участок Genesis был продан за 550 ETH». На сумму 2.3 миллиона долларов это ...