JPhysA编辑优选:不对称双光子拉比模型的对称算符

文章介绍
You-Fei Xie(谢幼飞),Qing-Hu Chen(陈庆虎)
通讯作者:
- 陈庆虎,浙江大学物理学院

图1,不对称双光子拉比模型的能谱图。红色点为能级交叉点,该交叉点的位置满足ϵ=2√(1-4g2 )。

图2,不对称双光子拉比模型的能谱图。纵坐标是重整化的能量,蓝线和红线分别代表奇偶宇称。我们可以发现只有ϵ/(2β)为整数N时,如N=1(右图),能级发生交叉,系统恢复Z2对称性。
研究背景:
量子拉比模型是量子光学中的范例式模型,描述一个量子比特(二能级)与单模玻色场耦合的系统,其中的量子比特是实现量子计算、量子模拟等量子信息技术的基石。目前该模型广泛用于描述与传输线耦合的超导量子比特[1-2]和离子阱[3]等实验中的物理现象。这些固态量子体系一般需用不对称量子拉比模型刻画其强耦合物理性质。不对称拉比模型不具有Z2对称性(宇称),其能级一般不会交叉。但是对于特定量子比特偏置参数,研究者解析地发现了能级交叉现象[4],认识到此类系统具有某种隐藏对称性[5]。经过10年的努力,人们终于找到了描述隐藏对称性的对称算符[6-8]。双光子拉比模型描述量子比特与单模玻色场非线性耦合,是非线性量子光学的重要模型。该模型涌现的新的物理现象可提供操纵量子信息的新方法。虽然该模型已在10年前被精确求解[9],但是不对称双光子模型的隐藏对称性在能谱图上具有高度隐蔽性,直到去年才在特定有效耦合参数下观察到能级交叉现象[10]。我们这篇论文的研究目的是推导出描述不对称双光子拉比模型的隐藏对称性的对称算符。
[1] Bertet P, Chiorescu I, Burkard G, Semba K, Harmans C J P M, DiVincenzo D P and Mooij J E 2005 Phys. Rev. Lett. 95 257002
[2] Felicetti S, Rossatto D Z, Rico E, Solano E and Forn-Díaz P 2018 Phys. Rev. A 97 013851
[3] Felicetti S, Pedernales J S, Egusquiza I L, Romero G, Lamata L, Braak D and Solano E 2015 Phys. Rev. A 92 033817
[4] Braak D 2011 Phys. Rev. Lett. 107 100401
[5] Batchelor M T, Li Z M and Zhou H Q 2016 J. Phys. A: Math. Theor. 49 01LT01
[6] Mangazeev V, Batchelor M T and Bazhanov V V 2021 J. Phys. A: Math. Theor. 54 12LT01
[7] Reyes-Bustos C, Braak D and Wakayama M 2021 J. Phys. A: Math. Theor. 54 285202
[8] Xie Y F and Chen Q H 2022 J. Phys. A: Math. Theor. 55 225306
[9] Chen Q H, Wang C, He S, Liu T and Wang K L 2012 Phys. Rev. A 86 023822
[10] Xie Y-F and Chen Q-H 2021 Phys. Rev. Res. 3 033057
作者介绍

陈庆虎 教授
浙江大学
- 陈庆虎,教授,浙江大学物理学院,E-mail:qhchen@zju.edu.cn
期刊介绍

- 2021年影响因子:2.331 Citescore:4
- Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical(JPhysA)每年出版50期,针对运用数学结构来描述物理世界的基本过程,并探索这些结构的分析、计算和数值方法。期刊内容涵盖:统计物理;非平衡系统、计算方法和现代平衡理论;混沌和复杂系统;数学物理;量子力学和量子信息理论;场论和弦理论;流体和等离子体理论;生物模型等方面。文章类型包括原创性论文和综述,以及关注于热点研究的专题综述和特刊,提供及时、全面的纵览。