Remote stimulation of QED scenarios in the Jaynes–Cummings–Hubbard model

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The article addresses the important and relevant task of remote induction of quantum dynamic scenarios. This involves transferring such scenarios from donor atoms to a target atom. This induction is based on the enhancement of quantum transitions in the presence of multiple photons of the same transition. We use the quantum master equation for the Tavis-Cummings-Hubbard (TCH) model with multiple cavities connected to the target cavity via waveguides. The dependence of the efficiency and transfer of the scenario on the number of donor cavities, the number of atoms in them, and the bandwidth of the waveguides is investigated.

About the authors

Andrey V. Kuzminskiy

Lomonosov Moscow State University

Author for correspondence.
Email: s02240471@gse.cs.msu.ru
ORCID iD: 0009-0007-1013-2540
SPIN-code: 7850-8090
ResearcherId: NRB-4530-2025

Department of Supercomputers and Quantum Information Science, Faculty of Computational Mathematics and Cybernetics

Russian Federation, Moscow

Yury I. Ozhigov

Lomonosov Moscow State University

Email: ozhigov@cs.msu.ru

Dr. Sci. (Phys.-Math.), Professor, Department of Supercomputers and Quantum Information Science, Faculty of Computational Mathematics and Cybernetics

Russian Federation, Moscow

References

  1. Montagnier L., Aissa J., Ferris S. et al. Electromagnetic signals are produced by aqueous nanostructures derived from bacterial DNA sequences. Interdiscip Comput. Life Sci. 2009. No. 1. Pp. 81–90. doi: 10.1007/s12539-009-0036-7.
  2. Coghlan A. Scorn over claim of teleported DNA. Newscientist, Phys. & Math. January 12, 2011. Art. 2795.
  3. Jaynes E.T., Cummings F.W. Comparison of quantum and semiclassical radiation theories with application to the beam maser. Proc. IEEE. 1963. Vol. 51. No. 1. Pp. 89–109.
  4. Tavis M.Th. A Study of an N molecule quantized-radiation-field Hamiltonian. Dissertation. arXiv: 1206.0078.
  5. Brassard G. Teleportation as a quantum computation. Physica. 1998. No. D120. Pp. 43–47.
  6. Bennett Ch.H., Brassard G., Popescu S. et al. Purification of noisy entanglement and faithful teleportation via noisy channels. Physical Review Letters. 1996. No. 76. Pp. 722–725.
  7. McAleese H., Paternostro M. Critical assessment of information back ow in measurement free teleportation. Entropy. 2024. No. 26. P. 780.
  8. Kolar A., Zang A., Chung J. et al. Adaptive, continuous entanglement generation for quantum networks. In: IEEE Conference on Computer Communications Workshops (INFOCOM WKSHPS). IEEE, 2022. Pp. 1–6.
  9. Penas G.F., Puebla R., Ramos T. et al. Universal deterministic quantum operations in microwave quantum links. PhysRevApplied. 2022. Art. 17.054038
  10. de Moraes Neto G.D., Andrade F.M., Montenegro V., Bose S. Quantum state transfer in optomechanical arrays. Phys. Rev. 2016. No. A 93. Art. 062339.
  11. Cowan M.L., Bruner B.D., Huse N. et al. Ultrafast memory loss and energy redistribution in the hydrogen bond network of liquid H2O. Nature. 2005. No. 434. Pp. 199–202.
  12. Zhen Feng, Zhen-Wei Gao, Lian-Ao Wu et al. Photonic Newton's cradle for remote energy transport. Phys. Rev. 2019. No. 11. Art. 044009.
  13. Gustin I., Chang Woo Kim, McCamant D.W., Franco I. Mapping electronic decoherence pathways in molecules. PNAS. 2023. No. 120. Art. e2309987120.
  14. Onur Pusuluk, Gokhan Torun, Cemsinan Deliduman. Quantum entanglement shared in hydrogen bonds and its usage as a resource in molecular recognition. Modern Physics Letters B. 2018. No. 32. Art. 1850308.
  15. Van De Geijn R.A., Watts J. Summa scalable universal matrix multiplication algorithm. Concurrency: Practice and Experience. doi: 10.1002/(SICI)1096-9128(199704)9:4<255::AID-CPE250>3.0.CO;2-2.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. General scheme of remote induction of a dynamic scenario

Download (63KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Transfer of a dynamic scenario with suppression of the basic transition to level B

Download (128KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Original scenario with 2 three-level atoms in cavity 0 in the initial highest energy states |S⟩

Download (167KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Addition to the original scenario of a cavity with atoms with only allowed transitions A

Download (150KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Graph of the times when the probability of transition A of an atom in cavity 0 becomes greater than all other outcomes, i.e., states |S⟩ and |B⟩, depending on the frequency differences between these levels

Download (145KB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. Difference in probabilities between states |A⟩ and |B⟩

Download (141KB)
Indexing metadata
8. Fig. 7. Graph of the times when the probability of transition A of an atom in cavity 0 becomes greater than all other outcomes, i.e., states |S⟩ and |B⟩, depending on the waveguide and photon leakage intensities

Download (411KB)
Indexing metadata
9. Fig. 8. Difference in probabilities between states |A⟩ and |B⟩

Download (399KB)
Indexing metadata


License URL: https://www.urvak.ru/contacts/

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».