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竞争性集体与个体衰减下的量子关联稳态

量子物理 2025-12-08 v2

摘要

集体耗散可以产生有用的量子关联,而无处不在的个体衰减则会破坏它们。我们考虑一个经历集体和个体耗散(“辐射”)的驱动多自旋(“原子”)系统,研究这两个竞争过程之间的相互作用。在稳态下,我们发现该系统根据驱动情况表现出一级相变和量子双稳态:其量子态是与两个竞争衰减过程相关的两个多体态的混合。相应地,其中一个态非常类似于关联的“相干辐射自旋态”(CRSS)——即纯集体耗散的解——表现出自旋压缩纠缠。我们预测在两个稳态之间存在动力学切换,表现为自旋和辐射的各种可观测量中的多体量子跳跃。在宏观尺度上,切换速率趋于零,系统可以长时间处于关联的 CRSS 中。这揭示了关联耗散物理如何在退关联的个体衰减存在时涌现,为在现实量子平台和应用中解锁集体耗散现象开辟了道路。我们讨论了集体辐射实验的相关后果。

关键词

引用

@article{arxiv.2404.02134,
  title  = {Quantum correlated steady states under competing collective and individual decay},
  author = {Nikita Leppenen and Ephraim Shahmoon},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2404.02134},
  year   = {2025}
}

备注

Significantly extended version. 21 pages, 14 figures