Logo Zephyrnet

Sự tương ứng lượng tử-cổ điển của một hệ thống các boson tương tác trong một thế ba giếng

Ngày:


ER Castro1,2, Jorge Chávez-Carlos3, I. Roditi2, Lea F. Santos4và Jorge G. Hirsch5

1Viện Tài chính UFRGS Av. Bento Gonçalves 9500, Porto Alegre, RS, Brazil
2Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas / MCTI, 22290-180, Rio de Janeiro, RJ, Brazil
3Instituto de Ciencias Físicas, Đại học Nacional Autónoma de México, Cuernavaca, Morelos 62210, México
4Khoa Vật lý, Đại học Yeshiva, New York, New York 10016, Hoa Kỳ
5Instituto de Ciencias Nucleares, Universidad Nacional Autónoma de México, Apdo. Bưu điện 70-543, CP 04510 Cd. Mx., México

Tìm bài báo này thú vị hay muốn thảo luận? Scite hoặc để lại nhận xét về SciRate.

Tóm tắt

Chúng tôi nghiên cứu sự tương ứng lượng tử-cổ điển của một hệ thống tương tác có thể tiếp cận được bằng thực nghiệm của các boson tương tác trong một thế ba giếng nghiêng. Với phân tích bán cổ điển, chúng ta hiểu rõ hơn về các giai đoạn khác nhau của hệ lượng tử và cách chúng có thể được sử dụng cho khoa học thông tin lượng tử. Trong các giới hạn có thể tích hợp, phân tích của chúng tôi về các điểm dừng của Hamilton bán thủy tinh cho thấy các điểm tới hạn liên quan đến sự chuyển pha lượng tử bậc hai. Trong miền không thể tích hợp, hệ thống hiển thị các điểm giao nhau. Tùy thuộc vào các tham số và đại lượng, sự tương ứng lượng tử-cổ điển giữ được rất ít boson. Trong một số vùng tham số, trạng thái cơ bản là mạnh mẽ (nhạy cảm cao) với những thay đổi về cường độ tương tác (biên độ nghiêng), có thể được sử dụng cho các giao thức thông tin lượng tử (cảm biến lượng tử).

Các nghiên cứu về sự tương ứng lượng tử-cổ điển cung cấp những hiểu biết sâu sắc về các thuộc tính của cả hệ lượng tử và hệ lượng tử cổ điển của nó. Trong công trình này, chúng tôi khám phá sự tương ứng lượng tử-cổ điển để xác định vị trí các điểm chuyển pha lượng tử của một hệ thống tương tác có thể tiếp cận được bằng thực nghiệm của các boson tương tác trong một thế ba giếng. Với phân tích bán cổ điển, chúng ta hiểu rõ hơn về các giai đoạn khác nhau của hệ lượng tử và cách chúng có thể được sử dụng cho khoa học thông tin lượng tử.

► Dữ liệu BibTeX

► Tài liệu tham khảo

[1] ML Mehta, Ma trận ngẫu nhiên (Nhà xuất bản học thuật Elsevier, Amsterdam, 2004).

[2] G. Casati, F. Valz-Gris và I. Guarneri, Về mối liên hệ giữa lượng tử hóa các hệ thống không phân tích được và lý thuyết thống kê về quang phổ, Lett. Nuov. Cim. 28, 279 (1980).
https: / / doi.org/ 10.1007 / BF02798790

[3] O. Bohigas, M. Giannoni, và C. Schmit, Quang phổ dao động của các hệ lượng tử hỗn loạn cổ điển, Bài giảng Vật lý 263, 18 (1986).
https:/​/​doi.org/​10.1007/​3-540-17171-1_2

[4] EB Rozenbaum, S. Ganeshan, và V. Galitski, Lyapunov Exponent và Tỷ lệ tăng trưởng của bộ tương quan ngoài thời gian có thứ tự trong một hệ thống hỗn loạn, Phys. Rev. Lett. 118, 086801 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.118.086801

[5] J. Chávez-Carlos, B. López-del Carpio, MA Bastarrachea-Magnani, P. Stránský, S. Lerma-Hernández, LF Santos và JG Hirsch, Số mũ lượng tử và cổ điển Lyapunov trong hệ tương tác trường nguyên tử, Phys. Rev. Lett. 122, 024101 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.122.024101

[6] S. Pappalardi, A. Russomanno, B. Žunkovič, F. Iemini, A. Silva và R. Fazio, Sự tranh giành và vướng víu lan rộng trong chuỗi quay tầm xa, 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, và J.G Hirsch, Số mũ lượng tử dương Lyapunov trong hệ thực nghiệm với giới hạn cổ điển thông thường, Phys. Rev. E 101, 010202 (R) (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevE.101.010202

[8] Q. Hummel, B. Geiger, J.D Urbina, và K. Richter, Thông tin lượng tử có thể đảo ngược lan truyền trong các hệ thống nhiều cơ thể gần mức độ quan trọng, Phys. Rev. Lett. 123, 160401 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.123.160401

[9] T. Xu, T. Scaffidi, và X. Cao, Liệu Tranh giành Có Bình đẳng Hỗn loạn không ?, Phys. Rev. Lett. 124, 140602 (năm 2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.124.140602

[10] K. Hashimoto, K.-B. Hả, K.-Y. Kim, và R. Watanabe, Tăng trưởng theo cấp số nhân của bộ tương quan không theo thứ tự thời gian mà không có sự hỗn loạn: bộ dao động điều hòa ngược, J. High Energ. Thể chất. 2020 (11), 68.
https: / / doi.org/ 10.1007 / JHEP11 (2020) 068

[11] EJ Heller, Các chức năng của trạng thái giới hạn của các hệ Hamilton kỳ lạ cổ điển: Vết sẹo của quỹ đạo tuần hoàn, Vật lý. Rev. Lett. 53, 1515 (năm 1984).
https: / / doi.org/ 10.1103 / Physrevlett.53.1515

[12] H.-J. Stöckmann, Sự hỗn loạn lượng tử: phần giới thiệu (Nhà xuất bản Đại học Cambridge, Cambridge, Vương quốc Anh, 2006).
https: / / doi.org/ 10.1017 / CBO9780511524622

[13] D. Villaseñor, S. Pilatowsky-Cameo, MA Bastarrachea-Magnani, S. Lerma-Hernández, LF Santos và J.G Hirsch, Động lực học lượng tử và cổ điển trong hệ thống spin-boson: biểu hiện của tương quan quang phổ và sẹo, New J. Phys . 22, 063036 (năm 2020).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​ab8ef8

[14] S. Pilatowsky-Cameo, D. Villaseñor, MA Bastarrachea-Magnani, S. Lerma-Hernández, LF Santos và JG Hirsch, Vết sẹo lượng tử phổ biến không ngăn cản sự sai lầm, Nat. Comm. 12, 852 (năm 2021).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41467-021-21123-5

[15] K. Nemoto, CA Holmes, GJ Milburn, và WJ Munro, Động lực học lượng tử của ba nguyên tử kết đôi Bose-Einstein ngưng tụ, Phys. Phiên bản A 63, 013604 (2000).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.63.013604

[16] B. Liu, L.-B. Fu, S.-P. Yang, và J. Liu, Josephson dao động và chuyển sang tự bẫy đối với Bose-Einstein ngưng tụ trong bẫy ba giếng, Phys. Rev. A 75, 033601 (2007).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.75.033601

[17] P. Buonsante, R. Franzosi và V. Penna, Kiểm soát các dao động vĩ mô không ổn định trong động lực học của ba chất ngưng tụ Bose ghép nối, J. Phys. A 42, 285307 (2009).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1751-8113/​42/​28/​285307

[18] TF Viscondi, K. Furuya, và MC de Oliveira, Sự chuyển pha, sự vướng víu và ép chặt trong nước ngưng tụ ba giếng, EPL (Europhys. Lett.) 90, 10014 (2010).
https:/​/​doi.org/​10.1209/​0295-5075/​90/​10014

[19] AI Streltsov, K. Sakmann, OE Alon và LS Cederbaum, Động lực học thời gian dài đa boson chính xác trong bẫy định kỳ ba giếng, Phys. Phiên bản A 83, 043604 (2011).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.83.043604

[20] TF Viscondi và K. Furuya, Động lực học của chất ngưng tụ Bose-Einstein trong bẫy ba giếng đối xứng, J. Phys. A 44, 175301 (2011).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1751-8113/​44/​17/​175301

[21] L. Cao, I. Brouzos, S. Zöllner và P. Schmelcher, Đường hầm giữa các boson theo hướng tương tác của boson trong giếng ba, New J. Phys. 13, 033032 (2011).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​13/​3/​033032

[22] CJ Bradly, M. Rab, AD Greentree và AM Martin, Đường hầm mạch lạc qua đoạn đoạn nhiệt trong hệ thống Bose-Hubbard ba giếng, Phys. Phiên bản A 85, 053609 (2012).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.85.053609

[23] Z. Zhou, W. Hai, Q. Xie, và J. Tan, Đường hầm bậc hai của hai boson tương tác trong giếng ba được điều khiển, New J. Phys. 15, 123020 (2013).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​15/​12/​123020

[24] Q. Guo, X. Chen, và B. Wu, Động lực học đường hầm và cấu trúc dải của ba chất ngưng tụ Bose-Einstein liên kết yếu, Opt. Express 22, 19219 (2014).
https: / / doi.org/ 10.1364 / OE.22.019219

[25] MK Olsen, Động lực học lượng tử và sự vướng víu trong sự vận chuyển nhất quán của dân số nguyên tử, J. Phys. B 47, 095301 (2014).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​0953-4075/​47/​9/​095301

[26] GM Koutentakis, SI Mistakidis và P. Schmelcher, Cơ chế đào hầm cộng hưởng do Quench gây ra của các boson trong mạng tinh thể quang học với sự giam giữ sóng hài, Phys. Phiên bản A 95, 013617 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.95.013617

[27] L. Guo, L. Du, C. Yin, Y. Zhang và S. Chen, Diễn biến động lực học trong hệ thống ba giếng không hermitian với tiềm năng phức tạp, Phys. Phiên bản A 97, 032109 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.97.032109

[28] S. Bera, R. Roy, A. Gammal, B. Chakrabarti, và B. Chatterjee, Đo động lực giãn nở của một vài boson có tương quan chặt chẽ trong mạng quang học 1 giếng 52D, J. Phys. B 215303, 2019 (XNUMX).
https: / / doi.org/ 10.1088 / 1361-6455 / ab2999

[29] S. Dutta, MC Tsatsos, S. Basu, và AUJ Lode, Quản lý các mối tương quan của UltracoldBosons trong ba giếng, New J. Phys. 21, 053044 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1088 / 1367-2630 / ab117d

[30] G. McCormack, R. Nath, và W. Li, Động lực học phi tuyến của Bose-Einstein mặc quần áo Rydberg ngưng tụ trong thế năng ba giếng, Phys. Phiên bản A 102, 063329 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.102.063329

[31] Sayak Ray, Doron Cohen và Amichay Vardi, Sự cố gây ra hỗn loạn của mô hình Bose-Hubbard, Phys. Phiên bản A 101, 013624 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.101.013624

[32] Bo Xiong, và Uwe W. Fischer, Sự kết hợp do tương tác gây ra giữa các boson phân cực được lưu trữ trong điện thế ba giếng, Phys. Rev. A 88, 063608 (2013).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.88.063608

[33] V. Penna và A. Richaud, Cơ chế phân tách pha của hỗn hợp nhị phân trong bộ ba vòng, Sci Rep 8, 10242 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1038 / s41598-018-28573-w

[34] A. Richaud và V. Penna, Sự phân tách giai đoạn có thể mạnh hơn sự hỗn loạn, New J. Phys. 20, 105008 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1088/1367-2630 / aae73e

[35] T. Lahaye, T. Pfau và L. Santos, Mesoscopic Ensembles of Polar Bosons in Triple-Well Potentials, Phys. Rev. Lett. 104, 170404 (2010).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.104.170404

[36] D. Peter, K. Pawłowski, T. Pfau và K. Rzażewski, Mô tả trường trung bình của boson lưỡng cực trong thế ba giếng, J. Phys. B 45, 225302 (2012).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​0953-4075/​45/​22/​225302

[37] CÂY RÌU. Zhang và J.-K. Xue, Tác động qua lại do lưỡng cực giữa vật lý liên cấp và chuyển pha vĩ mô trong điện thế ba giếng, J. Phys. B 45, 145305 (2012).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​0953-4075/​45/​14/​145305

[38] L. Dell'Anna, G. Mazzarella, V. Penna và L. Salasnich, Entanglement entropy và trạng thái lượng tử vĩ mô với boson lưỡng cực trong thế ba giếng, Phys. Phiên bản A 87, 053620 (2013).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.87.053620

[39] LH Ymai, AP Tonel, A. Foerster và J. Links, Các mô hình đường hầm nhiều giếng tích hợp lượng tử, J. Phys. A 50, 264001 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1088 / 1751-8121 / aa7227

[40] KW Wilsmann, LH Ymai, AP Tonel, J. Links và A. Foerster, Điều khiển đường hầm trong thiết bị chuyển mạch nguyên tử, Comm. Thể chất. 1 (2018).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s42005-018-0089-1

[41] AP Tonel, LH Ymai, KW Wilsmann, A. Foerster và J. Links, Các trạng thái vướng mắc của boson lưỡng cực được tạo ra ở thế ba giếng, SciPost Phys. 12, 003 (năm 2020).
https: / / doi.org/ 10.21468 / SciPostPhysCore.2.1.003

[42] D. Blume, Nhảy từ hai và ba hạt thành vô hạn, Vật lý 3, 74 (2010).
https: / / doi.org/ 10.1103 / vật lý.3.74

[43] D. Blume, Vật lý ít cơ thể với hệ thống nguyên tử và phân tử siêu lạnh trong bẫy, Đại diện Prog. Thể chất. 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 và N. Zinner, Từ tính lượng tử trong hệ thống spinor Bose một chiều tương tác mạnh, Khoa học. Rep. 5, 1 (2015).
https: / / doi.org/ 10.1038 / srep10675

[45] Zinner, Nikolaj Thomas, Khám phá sự giao nhau giữa ít và nhiều vật thể bằng cách sử dụng các nguyên tử lạnh trong một chiều, EPJ Web of Conf Conference 113, 01002 (2016).
https: / / doi.org/ 10.1051 / epjconf / 201611301002

[46] M. Schiulaz, M. Távora, và LF Santos, Từ hệ lượng tử ít đến nhiều cơ thể, Khoa học lượng tử. Technol. 3, 044006 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1088 / 2058-9565 / aad913

[47] T. Sowiński và M. Á. García-March, Hỗn hợp một chiều của một số nguyên tử siêu lạnh: một đánh giá, Đại diện Progr. Thể chất. 82, 104401 (2019).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1361-6633/​ab3a80

[48] G. Zisling, LF Santos và YB Lev, Có bao nhiêu hạt tạo nên một hệ thống lượng tử nhiều cơ thể hỗn loạn ?, SciPost Phys. 10, 88 (năm 2021).
https: / / doi.org/ 10.21468 / SciPostPhys.10.4.088

[49] T. Fogarty, MA Garcia-March, LF Santos và NL Harshman, Chứng minh cạnh giữa khả năng tích hợp và sự hỗn loạn lượng tử trong các hệ ít nguyên tử tương tác, 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 và S. Jochim, Chuẩn bị xác định của một hệ thống vài fermion có thể điều chỉnh được, Khoa học 332, 336 (2011).
https: / / doi.org/ 10.1126 / khoa học.1201351

[51] AN Wenz, G. Zürn, S. Murmann, I. Brouzos, T. Lompe và S. Jochim, Từ ít đến nhiều: Quan sát sự hình thành của một nguyên tử ở biển Fermi tại một thời điểm, Science 342, 457 (2013).
https: / / doi.org/ 10.1126 / khoa học.1240516

[52] Mã và dữ liệu sẽ được cung cấp theo yêu cầu.

[53] K. Hepp, Giới hạn Cổ điển cho các hàm Tương quan Cơ lượng tử, Commun. Toán học. Thể chất. 35, 265 (1974).
https: / / doi.org/ 10.1007 / BF01646348

[54] AJ Leggett, Bose-Einstein ngưng tụ trong khí kiềm: một số khái niệm cơ bản., Rev. Mod. Thể chất. 73, 307 (2001).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.73.307

[55] O. Castaños, R. Lopez-Peña, và JG Hirsch, Chuyển pha cổ điển và lượng tử trong mô hình Lipkin-Meshkov-Glick, Phys. Rev. B 74, 104118 (2006).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevB.74.104118

[56] CL Degen, F. Reinhard và P. Capellaro, Cảm biến lượng tử, Rev. Mod. Thể chất. 89, 035002 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.89.035002

[57] DS Grun, Leandro. H. Ymai, KW Wittmann, AP Ymai và Angela Foerster, Jon Links, Phép đo giao thoa điện tử tích hợp, (2020), arXiv: 2004.11987 [quant-ph].
arXiv: 2004.11987

[58] DS Grun, KW Wittmann, Leandro. H. Ymai, Jon Links và Angela Foerster, thiết kế giao thức Atomtronic cho các trạng thái NOON, (2021), arXiv: 2102.02944 [quant-ph].
arXiv: 2102.02944

Trích dẫn

[1] Gary McCormack, Rejish Nath và Weibin Li, “Hyperchaos trong chuỗi Bose-Hubbard với các tương tác mặc quần áo Rydberg”, arXiv: 2108.09683.

Các trích dẫn trên là từ SAO / NASA ADS (cập nhật lần cuối thành công 2021 / 10-23 13:12:10). Danh sách có thể không đầy đủ vì không phải tất cả các nhà xuất bản đều cung cấp dữ liệu trích dẫn phù hợp và đầy đủ.

On Dịch vụ trích dẫn của Crossref không có dữ liệu về các công việc trích dẫn được tìm thấy (lần thử cuối cùng 2021 / 10-23 13:12:09).

PlatoAi. Web3 được mô phỏng lại. Khuếch đại dữ liệu thông minh.
Nhấn vào đây để truy cập.

Nguồn: https://quantum-journal.org/ con / q-2021 / 10-19-563 /

tại chỗ_img

Tin tức mới nhất

tại chỗ_img

Trò chuyện trực tiếp với chúng tôi (chat)

Chào bạn! Làm thế nào để tôi giúp bạn?