有限温度和耗散条件下小型玻色-约瑟夫森结中的薛定谔猫态形成

该工作探讨了采用双模近似玻色-约瑟夫森结(BJJ)系统制备薛定谔猫态(SC)和N00N态(多粒子最大纠缠态)的可行性。研究从两模玻色-爱因斯坦凝聚体的全量子描述出发,通过有效势方法对大粒子数体系建立了精确的解析描述。研究表明在零温极限下,当非线性强度与约瑟夫森耦合参数相当时,系统会因量子相变自发产生SC态。维格纳函数分析显示:随着粒子数增加,SC态的两个组分分离度会逐渐增大,并最终形成类N00N态(福克态叠加)。该团队还探究了有限温度和弱耗散条件下实现SC态的可能性,发现存在一个临界温度——当温度低于该临界值时,系统会经历从经典热激活过程到量子隧穿主导的SC态形成的二阶相变。数值计算表明该临界温度显著低于原子凝聚温度。这些发现或将为利用小型凝聚体约瑟夫森结实现SC态的实验观测提供理论依据。

量科快讯