通过工程化锥形交叉观测波包分支
量子物理
2023-01-27 v1
摘要
在化学反应中，相干演化与耗散之间的相互作用是决定速率与产率等关键性质的核心。特别令人感兴趣的是两个势能面在称为锥形交叉（CIs）的特征处交叉的情形，其导致非绝热动力学，在存在转振阻尼时可促进超快且高效的反应。涉及 CI 的一个显著化学反应是视紫红质中的顺反异构化反应，其对视觉至关重要。真实分子体系中的 CI 通常通过光学泵浦-探测光谱研究，其具有苛刻的谱带宽与时域分辨率要求，且精确控制环境具有挑战性。理解化学反应的一种互补方法是使用量子模拟器，其可提供更广范围的观测量，尽管迄今为止将强相互作用的线性（转振）与非线性（电子）自由度与工程化耗散相结合尚待演示。在此，我们在混合量子比特-振子电路 QED 处理器中创建可调 CI，并在时域同时追踪反应波包与电子量子比特。我们确定电子量子比特的退相干是驱动我们模型中波包沿反应坐标分支的机制。此外，我们直接观测到当波包穿过 CI 时分支增强。因此，影响化学反应的力可视为依赖于波包相对于 CI 位置的有效测量诱导退相干率。我们的结果为更复杂的化学动力学模拟奠定基础，从而更深入洞察耗散在决定如化学反应量子产率等宏观可观量中的作用。
引用
@article{arxiv.2202.02364,
title = {Observation of wave-packet branching through an engineered conical intersection},
author = {Christopher S. Wang and Nicholas E. Frattini and Benjamin J. Chapman and Shruti Puri and Steven M. Girvin and Michel H. Devoret and Robert J. Schoelkopf},
journal= {arXiv preprint arXiv:2202.02364},
year = {2023}
}