Static Entanglement Structure and Adiabatic Bell-State Preparation in the Tripartite Quantum Rabi Model

Sat, 11 Jul 2026 00:00:00 +0000

三体量子 Rabi 模型中的纠缠结构与 Bell 态制备

Sat, 11 Jul 2026 00:00:00 +0000

一个简洁的光-物质相互作用模型如何重新组织两个比特之间的纠缠？这种能谱结构又能否用来制备有用的量子态？我们最近的预印本研究了三体量子 Rabi 模型中的这些问题。该模型由两个量子比特与一个共同的玻色模集体耦合构成。

在零失谐极限下，能谱分解为具有显著不同纠缠性质的分支：一些三重态分支不含两比特纠缠，另一些则具有最大纠缠，而反对称单重态能级保持解耦。有限失谐会将部分能级交叉变为避交，从而使纠缠在不同本征态分支之间重新分配。

这一能谱图像自然导出了量子态制备方案：从弱耦合区的近可分态出发，缓慢增大集体耦合强度，沿着一条本征态分支演化，可以最终得到由 Bell 态分量主导的高纠缠态。一个简化的三态有效模型解释了关键态混合机制，有限时间模拟则给出了获得高末态保真度所需的耦合强度和扫描时间。

这项工作将能谱中纠缠如何分布的静态问题，与如何在有限时间内制备 Bell 态的动力学问题联系起来。