Dicke模型中的共振价键与自旋子配对

共振价键(RVB)态是一类在凝聚态物理中具有重大意义的纠缠量子多体波函数。我们提出一种利用腔QED装置合成一系列RVB态的方案，该装置包含与公共光子模式耦合的二能级原子（态为 $\vert 0 \rangle$ 和 $\vert 1 \rangle$）。在有损腔极限下，从 $M$ 个原子激发、 $N$ 个原子处于基态的初始态出发，我们表明该装置可配置为斯特恩-盖拉赫实验。对光子发射的测量将原子的波函数坍缩到由形式为 $\frac{1}{\sqrt{2}}[\vert 0 1 \rangle - \vert 1 0 \rangle]$ 的共振长程单态组成的RVB态上。每个发射的光子使单态数目减少一，并以一对孤立自旋或“自旋子”替代之。由于自旋子相干地成对形成，它们类似于超导体中的库珀对。为模拟配对涨落，我们提出一种允许光子未经探测逸出腔外的协议。这导致具有涨落自旋子对数的混合量子态——一种初生超导体。显著地，在大系统尺寸极限下，该协议揭示出潜在的量子相变。通过调节初始自旋极化( $M-N$ )，发射表现出从暗态到亮态的连续转变。这反映在自旋子对数分布中，其可从亚泊松 regime 调谐至超泊松 regime。这为模拟RVB态与超导性开辟了令人兴奋的路径。