超强耦合 regime 下量子比特 - 振子动力学的腔 QED 模拟

我们提出了一种基于原子与高精细度光学腔模相互作用中的共振拉曼跃迁，对超强耦合 regime 下耦合到单模电磁场的二能级原子进行量子模拟的方案。通过数值模拟，我们展示了利用单个铷原子实现该方案的可能性，其中两个超精细基态构成有效的二能级系统，且所用的腔 QED 参数例如可通过微环回音壁模式谐振器实现。我们的系统还能模拟一种广义模型，其中原子反转与腔光子数之间的非线性耦合与（超强）偶极耦合处于同等地位，甚至可在单原子水平上产生临界型行为。我们的模型考虑了耗散，并特别关注了在该系统输出中易于观测的可观测量。