利用单个囚禁离子在量子拉比模型中观测量子相变
量子物理
2021-04-14 v1
摘要
量子相变(QPTs)通常与具有大量自由度并趋于热力学极限的多体系统相关联。在此类系统中,当哈密顿量的控制参数扫过量子临界点时,多体基态在零温下呈现突变。近年来人们认识到,QPT也可发生于仅由两能级原子与单模玻色场组成的简单系统中,该系统由量子拉比模型(QRM)描述。本文报道了利用单个囚禁离子在QRM中实现QPT的首个实验演示。我们测量了离子的平均自旋向上态布居数及其空间振荡模式中的平均声子数作为两个序参量,并通过缓慢淬灭离子与其空间运动之间的耦合观测到了相变的明确证据。在不施加热力学极限的条件下对基本量子光学模型中的相变进行实验探测,为受控研究QPT与量子临界现象开启了新窗口。
引用
@article{arxiv.2102.05409,
title = {Observation of a quantum phase transition in the quantum Rabi model with a single trapped ion},
author = {M. -L. Cai and Z. -D. Liu and W. -D. Zhao and Y. -K. Wu and Q. -X. Mei and Y. Jiang and L. He and X. Zhang and Z. -C. Zhou and L. -M. Duan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2102.05409},
year = {2021}
}
备注
15 pages, 9 figures