光子多体系统中的反常退相干与热化缺失

本工作的目的有二：首先，提出一个最简单的系统，能够用光子模拟内禀玻色子约瑟夫森效应；其次，研究由内禀或外部退相干导致的各种结果。一个量子比特在两个外部泵浦的腔模之间引入有效耦合。在没有腔损耗且处于色散区域时，两个模之间会发生光子的内禀约瑟夫森振荡。在这种情况下，与常规的马尔可夫退相干相反，量子比特的纯度呈现高斯衰减并出现相干性重现。由于内禀非线性，约瑟夫森振荡和量子比特特性都展现出丰富的崩塌-复兴结构，然而，量子比特演化的复杂性在某种意义上更强。我们考虑了量子比特作为光子动力学的测量计，并表明量子比特的退相位（例如源于非破坏性测量）会导致振荡的指数式破坏，这体现了约瑟夫森效应的集体性。另一方面，非选择性量子比特测量会产生芝诺效应，表现为约瑟夫森振荡的减慢。与退相位相反，腔耗散导致标度化约瑟夫森振荡的高斯衰减。最后，遵循Ponomarev等人[Phys. Rev. Lett. 106, 010405 (2011)]的工作，我们分析了热化的各个方面。特别地，尽管与Ponomarev等人研究的通用模型有相似之处，我们的系统似乎并未热化。