物理学。Rev.B 89，144508（2014）-基于Transmon的非局域电子-声子耦合模拟器：用于观察剧烈小极化子跃迁的平台

基于Transmon的非局域电子-声子耦合模拟器：用于观察小极化子急剧跃迁的平台

弗拉基米尔·斯托亚诺维奇、米哈伊洛·瓦内维奇、尤金·德姆勒和林田

物理学。版本B89，144508–2014年4月21日出版

摘要

我们提出了一个一维模型的模拟超导量子模拟器，该模型具有Su-Schrieffer-Heeger和“呼吸模式”类型的动量相关（非局部）电子-声子耦合。由于其对应的耦合顶点函数依赖于电子和声子准动量，因此该模型不属于Gerlach-Löwen定理的有效范围，该定理排除了单粒子性质中的任何非分析性。该模拟器背后的超导电路需要一组传输量子比特和微波谐振器。通过对量子比特施加微波驱动场，可以在该系统中制备出具有任意准动量的小极化子布洛赫态，所需时间比典型的量子比特退相干时间短几个数量级。我们证明，通过改变外部可调参数，可以很容易地达到观察从对应于零准动量的非退化（单粒子）基态急剧跃迁所需的临界耦合强度( ${K（K）}_{克} = 0$ )非零准动量下的二重简并小极化子基态 ${K（K）}_{克}$ 和 $- {K（K）}_{克}$ 通过对有效哈密顿量的精确数值对角化，我们展示了这种非分析性是如何反映在相关的单粒子特性中的（基态能量、准粒子剩余、声子平均数）。我们还表明，该装置为研究强动量相关电子-声子相互作用下小极化子形成的非平衡动力学提供了一个理想的实验平台。