通过光缀饰在腔中实现动量态间的三体和四体相互作用
量子物理
2024-10-17 v1 原子物理
摘要
凝聚态和量子传感中的典型自旋哈密顿量通常利用材料或系综中组分间的两体相互作用。然而,人们越来越有兴趣探索n>2的更一般的n体相互作用,其例子包括更高效的量子门或实现奇异的许多体分形子态。在这里,我们利用激光冷却原子系综在高精细度光学腔中,通过将自旋1/2赝自旋编码为两个原子动量态,实现了有效的n=3体哈密顿量相互作用。为实现该相互作用,我们施加两个缀饰音,促使原子通过腔交换光子,从而实现一个虚拟的六光子过程,同时低阶相互作用被相消干涉。由此产生的光子介导相互作用不仅是n>2体的,而且是全连接(全连接)的,因此对于快速纠缠生成和奇异相的量子模拟(如长期寻找但尚未观测到的电荷Qe超导体,其中Q=2n)具有重要意义。我们实验系统的多功能性还可扩展到多能级系统中的三体相互作用或更高阶相互作用,例如我们观察到的由虚拟八光子过程介导的n=4体相互作用的特征。
引用
@article{arxiv.2410.12132,
title = {Realization of three and four-body interactions between momentum states in a cavity through optical dressing},
author = {Chengyi Luo and Haoqing Zhang and Chitose Maruko and Eliot A. Bohr and Anjun Chu and Ana Maria Rey and James K. Thompson},
journal= {arXiv preprint arXiv:2410.12132},
year = {2024}
}