作为非马尔可夫多光子 Jaynes-Cummings 模型模拟器的自旋-玻色模型
量子物理
2019-05-22 v2 介观与纳米尺度物理
摘要
范式性的自旋-玻色模型考虑一个自旋自由度与通常由连续玻色模式构成的环境相互作用。这一普遍存在的模型在许多物理系统中都具有相关性，一般而言，人们既无法控制玻色模式，也难以调节不同的相互作用机制。尽管存在这种明显的控制缺失，我们提出了一种合适的变换，将自旋-玻色动力学近似映射为经历耗散的可调多光子 Jaynes-Cummings 模型的动力学。有趣的是，后者模型描述了自旋与单个玻色模式之间通过每次自旋激发同时交换 n 个玻色子而发生的相干相互作用。借助所谓的反应坐标方法，我们在环境中识别出一个相关的集体玻色模式，随后用于依据所提理论框架生成多光子相互作用。此外，我们展示了具有结构环境的自旋-玻色模型可导致非马尔可夫多光子 Jaynes-Cummings 动力学。我们讨论了所提方法依参数而定的有效性，并分析了其性能，数值模拟为此提供了支持。由此，自旋-玻色模型可作为良好的模拟量子模拟器，用于检视和实现多光子 Jaynes-Cummings 模型以及非马尔可夫效应的相互作用，从而作为具有可调相互作用机制的光-物质系统的模拟器。
引用
@article{arxiv.1904.07037,
title = {Spin-boson model as a simulator of non-Markovian multiphoton Jaynes-Cummings models},
author = {R. Puebla and G. Zicari and I. Arrazola and E. Solano and M. Paternostro and J. Casanova},
journal= {arXiv preprint arXiv:1904.07037},
year = {2019}
}
备注
12 pages, 4 figures; comments welcome!