耗散量子比特耦合谐振腔的量子同步与纠缠

我们在耗散 Jaynes-Cummings 模型框架下，研究驱动腔耦合多个量子比特的性质。我们表明，旋转波近似（RWA）可将原始驱动模型的描述化简为光子与量子比特间强耦合的有效 Jaynes-Cummings 模型。我们发展了两种半解析方法来描述该系统的稳态。我们首先处理弱耗散极限，推导出微扰级数形式的速率方程，除腔共振附近外均收敛于精确的 RWA 稳态；该方法精确描述了系统中的多光子共振。随后在强耗散极限下，我们引入半经典近似，可复现平均自旋投影与腔态；该近似在强耗散极限下精确复现 RWA，即使在更量子化的 regime 下也能给出良好的定性趋势。接着我们聚焦于量子比特通过耦合腔实现的量子同步。我们证明了在耗散与退相干存在下，一对量子比特通过与驱动腔相互作用而同步的纠缠稳态。最后我们讨论了更多数量量子比特的同步。