光-物质相互作用中的拓扑转变节点与自旋缠绕：作为天生抽象艺术家的各向异性量子 Rabi 模型
量子物理
2023-05-19 v1
摘要
通过提取不同层次的拓扑信息，我们对各向异性量子 Rabi 模型（QRM）的能谱提出了新的认识；该模型是光-物质相互作用的基础模型，在超强耦合下具有不可或缺的反旋转项。除隙闭合处的常规拓扑转变（TTs）外，通过追踪波函数节点，我们揭示了大量非传统 TTs，包括一个对不同能级普适的特殊 TTs，其潜藏于无隙闭合的能级反交叉之下。另一方面，我们发现节点与自旋缠绕存在对应，这不仅赋予节点在支撑单量子比特 TTs 中更明确的拓扑特征，也使拓扑信息在物理上可探测。此外，我们揭示了基态中隐藏的小自旋结转变，而激发态中出现了更多类自旋结转变，包括不匹配的节点数与自旋缠绕数。令人惊讶的是，自旋缠绕频繁生成与抽象艺术作品高度神似的画像，表明各向异性 QRM 堪称物理模型中的毕加索。这意味着艺术正加入由揭示 QRM 可积性的里程碑工作所引发的数学与物理对话之中。
引用
@article{arxiv.2211.11072,
title = {Nodes and Spin Windings for Topological Transitions in Light-Matter Interactions: \\ Anisotropic Quantum Rabi Model as a Born Abstract Artist},
author = {Zu-Jian Ying},
journal= {arXiv preprint arXiv:2211.11072},
year = {2023}
}
备注
17 pages, 12 figures