单量子比特与$N$量子比特相互作用中的分数复兴、多猫态与量子地毯
量子物理
2014-07-23 v2
摘要
我们研究了一个由单个量子比特与个量子比特均匀相互作用组成的系统（即“自旋星”系统）的动力学。虽然该模型可以精确求解，但精确解并未提供太多关于模型动力学的直观理解。在此，我们找到了一种近似方法，能够为个量子比特的特定类初始自旋相干态提供动力学洞察。我们发现该系统的有效哈密顿量是一个针对个量子比特的有限 Kerr（单轴扭曲）哈密顿量。初始自旋相干态在短时间尺度上演化为自旋压缩态，在长时间尺度上演化为“多猫”态（许多自旋相干态的叠加），这是初始态分数复兴现象的表现。系统的演化通过相空间图（函数）可视化，当其对时间作图时，呈现出“量子地毯”图案。特别有趣的是，我们的近似即使对于较小的值也能捕捉到模型的定性特征。这表明在该模型中，对于少量子比特系统也有可能观测到分数复兴现象。
引用
@article{arxiv.1404.4296,
title = {Fractional Revivals, Multiple-Cat States and Quantum Carpets in the Interaction of a Qubit with $N$ Qubits},
author = {Shane Dooley and Timothy P. Spiller},
journal= {arXiv preprint arXiv:1404.4296},
year = {2014}
}