周期驱动二能级系统量子动力学的精确解

我们提出了一族受周期性时变外场作用的二能级系统(TLS)非线性量子动力学的精确解析解。在构建精确可解模型时，我们采用了一种“逆向工程”方法，即选择外场扰动的形式以保持一个可积性约束，这导出了交流场的一个单一非线性微分方程。该方程的解用具有三个独立参数的雅可比椭圆函数表示，从而可以自由选择时变场的频率、平均值和振幅。这种交流驱动形式尤其与导致超导量子比特中介电损耗的TLS电荷缺陷的动力学问题相关。我们应用精确结果分析了此类TLS的非线性介电响应，并表明相关关联函数谱中共振峰的位置由TLS波函数在一个时间演化周期内积累的量子力学相位决定。结果表明，在非线性区域，该共振频率可能与标准TLS模型预测的值发生显著偏移。我们还分析了强外场驱动下的“自旋”存活概率，并在我们的精确解族中恢复了相干隧穿破坏现象，该现象表现为对“自旋翻转”过程的强烈抑制，并表明LC谐振器中的此类非线性动力学可能导致更低的损耗。