JPhysA编辑优选：不对称双光子拉比模型的对称算符

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。

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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