多能级量子拉比模型的平衡热制热
量子物理
2026-02-16 v1
摘要
探针在平衡状态下的温度灵敏度可通过其热量子费舍尔信息 (QFI) 进行衡量。已知，具有能级结构退化的探针可实现更大的灵敏度，而能级更均匀的探针可能在更广的温度范围内保持灵敏。本文研究了两种能级近似退化耦合到单个腔模式的多能级量子拉比模型的热制热性能。我们推广了标准量子拉比模型在绝热极限下的处理，以获得热 QFI 的近似闭式表达式。随后我们特征化两种互补的极限：一方面，较大的暗态manifold (暗态饱和) 产生由于明亮-暗群落转移而产生的热灵敏度峰值。这种灵敏度提高进一步在中间光-物质耦合强度处得到最大化。相反，最大化明亮态的数量 (明亮态饱和) 可产生宽带的热响应，其在随机光-物质耦合增加能级数目时变得越来越稳定。我们腔-QED 模型的丰富谱结构因此使其成为在广泛温度范围内具有灵活性和高灵敏度的平衡热制热仪器。
引用
@article{arxiv.2602.12787,
title = {Equilibrium thermometry in the multilevel quantum Rabi model},
author = {Tabitha Doicin and Luis A. Correa and Jonas Glatthard and Andrew D. Armour and Gerardo Adesso},
journal= {arXiv preprint arXiv:2602.12787},
year = {2026}
}
备注
15 pages, 9 figures