Effets demi-entier vs entier dans la synchronisation quantique des systèmes de spin

Effets demi-entier vs entier dans la synchronisation quantique des systèmes de spin

Horodatage: 29 décembre 2022 10h11
Nœud source: 1792124

Ryan Tan1, Christophe Bruder1, et Martin Koppenhofer2

1Département de physique, Université de Bâle, Klingelbergstrasse 82, CH-4056 Bâle, Suisse
2Pritzker School of Molecular Engineering, Université de Chicago, Chicago, Illinois 60637, États-Unis

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Abstract

Nous étudions la synchronisation quantique d'un seul spin piloté par un signal semi-classique externe pour des nombres de spin supérieurs à $S = 1$, le plus petit système à héberger un oscillateur auto-entretenu quantique. L'apparition d'un blocage de la synchronisation quantique basé sur les interférences s'avère qualitativement différente pour le nombre de spin entier et demi-entier $S$. Nous expliquons ce phénomène comme l'interaction entre le signal externe et la structure du cycle limite dans la génération de cohérence dans le système. De plus, nous montrons que le même mécanisme de stabilisation de cycle limite dissipatif conduit à des niveaux de synchronisation quantique très différents pour l'entier vs le demi-entier $S$. Cependant, en choisissant un cycle limite approprié pour chaque nombre de spin, des niveaux comparables de synchronisation quantique peuvent être atteints pour les systèmes de spin entiers et demi-entiers.

Image en vedette : Niveau de synchronisation maximal pour différentes valeurs de spin $S$ et différents cycles limites. En choisissant différents oscillateurs à cycle limite en fonction de la taille du système de spin, on trouve une croissance monotone du niveau maximal de synchronisation quantique en fonction de la taille du spin du système.

Résumé populaire

La synchronisation classique est étudiée depuis le 17ème siècle et trouve des applications dans de nombreux domaines de notre vie quotidienne, tels que les chronomètres et les réseaux électriques. Les systèmes quantiques peuvent également se synchroniser et ils présentent un certain nombre d'effets véritablement quantiques dans leur comportement de synchronisation. Un exemple est le blocage de la synchronisation quantique basé sur les interférences dans les oscillateurs à cycle limite quantique pilotés, où un effet d'interférence destructeur empêche la synchronisation même si un signal externe est appliqué. Les systèmes de spin sont une plate-forme pratique pour étudier la synchronisation quantique en raison de leur espace de Hilbert fini (et généralement de faible dimension).

Ici, nous analysons comment la synchronisation quantique dépend de la taille du système de spin. Pour des combinaisons spécifiques d'un oscillateur à cycle limite quantique et d'un signal appliqué, nous trouvons des différences qualitatives dans le nombre de blocages de synchronisation et de fortes oscillations dans la quantité maximale de synchronisation, selon que le spin est entier ou demi-entier. Cependant, si l'on choisit différents oscillateurs à cycle limite selon la taille du système de spin, on trouve une croissance monotone du niveau maximum de synchronisation quantique en fonction de la taille du spin du système.

Nos résultats mettent en lumière les effets d'interférence complexes dans la synchronisation quantique et constituent une première étape vers l'étude de la transition quantique-classique dans la synchronisation.

► Données BibTeX

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Cité par

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Les citations ci-dessus proviennent de SAO / NASA ADS (dernière mise à jour réussie 2022-12-30 03:29:08). La liste peut être incomplète car tous les éditeurs ne fournissent pas de données de citation appropriées et complètes.

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