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Ultra-和 Deep-强耦合 regime 下的热力学两量子比特 Rabi 模型的量子特征

量子物理 2025-06-30 v2

摘要

量子关联和非经典态是推进量子技术不可或缺的资源,其在有限温度下的韧性对于实际实验实现至关重要。两量子比特 Rabi 模型(2QQRM),作为量子 Rabi 模型的自然延伸,描述两个量子比特耦合到单个本征模中,已在腔量子电动力学、超导电路和量子信息科学中广泛研究。本文聚焦于 2QQRM 在热力学平衡状态下的量子关联和非经典态的持久性,特别关注 ultrastrong 和 deep strong 耦合 regime。通过系统分析量子性量子指标,我们展示即使在热噪声存在下,量子关联也可长期存续。值得注意的是,由于 detuning 与 deep strong coupling 之间的相互作用,揭示了惊人现象:在高频极限情况下(即量子比特能量超过腔体模式能量),量子临界性涌现,导致强烈光子 squeeze;相反的 regime 则表现为稳健的量子比特-量子比特关联。重要的是,我们指出两种 dispersive regime 都表现出对参数波动异常韧性的量子特征,这对于维持量子相干性具有显著优势。这些结果凸显了 2QQRM 中量子资源的例外韧性,为在现实、有限温度条件下运行的量子技术提供了宝贵洞见。

关键词

引用

@article{arxiv.2503.23654,
  title  = {Quantum Features of the Thermal Two-Qubit Quantum Rabi Model in Ultra- and Deep-Strong Regimes},
  author = {Ciro Micheletti Diniz and Gabriella G. Damas and Norton G. de Almeida and Celso J. Villas-Bôas and G. D. de Moraes Neto},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2503.23654},
  year   = {2025}
}