在 trapped ion 中观察两个量子范德波特振子间的同步
量子物理
2025-11-20 v2
摘要
同步是当非线性系统相互作用时涌现的集体行为标志，跨越从机械振子到行星轨道等尺度，具有深远的技术意义。作为一种普遍现象，它支撑着复杂系统的研究。尽管经典同步拥有悠久而丰富的历史，但尽管有十年理论探索，仍未在多个量子极限环振子之间实现同步。我们通过在混合同位素 trapped-ion 量子模拟器中工程化耗散，实现了两个量子范德波特振子间的同步。同步态编码在振子间的固定相对相位中，该相位无法被局部测量获得，仅通过对两个振子进行联合读出才能揭示，这与经典情况相反——在经典情况下，同步可通过单个相位测量来观察。我们进一步表明，相对相位可以被精确控制，且两个振子链可同步到外部场中，表明其在感测中的应用潜力。我们的结果为研究超出两个振子以上的更复杂同步量子动力学提供了可行途径，而这类情况下的量子特征是否仍然存在尚未得到理解。
关键词
引用
@article{arxiv.2509.18423,
title = {Observation of synchronization between two quantum van der Pol oscillators in trapped ions},
author = {Jiarui Liu and Qiming Wu and Joel E. Moore and Hartmut Haeffner and Christopher W. Wächtler},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.18423},
year = {2025}
}