論文の概要: Critical Theory for the Breakdown of Photon Blockade
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2006.05593v1
- Date: Wed, 10 Jun 2020 01:09:21 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-16 02:58:20.495974
- Title: Critical Theory for the Breakdown of Photon Blockade
- Title（参考訳）: 光子封鎖の崩壊に関する臨界理論
- Authors: Jonathan B. Curtis, Igor Boettcher, Jeremy T. Young, Mohammad F.
Maghrebi, Howard Carmichael, Alexey V. Gorshkov, Michael Foss-Feig
- Abstract要約: 光子遮断は、光の量子化された性質と強い光非線形性の間の相互作用の結果である。
理論的には、光場に結合した1つの原子を理論的に研究する。
この遷移は、反単体PT対称性の自発的破壊と関連していることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Photon blockade is the result of the interplay between the quantized nature
of light and strong optical nonlinearities, whereby strong photon-photon
repulsion prevents a quantum optical system from absorbing multiple photons. We
theoretically study a single atom coupled to the light field, described by the
resonantly driven Jaynes--Cummings model, in which case the photon blockade
breaks down in a second order phase transition at a critical drive strength. We
show that this transition is associated to the spontaneous breaking of an
anti-unitary PT-symmetry. Within a semiclassical approximation we calculate the
expectation values of observables in the steady state. We then move beyond the
semiclassical approximation and approach the critical point from the disordered
(blockaded) phase by reducing the Lindblad quantum master equation to a
classical rate equation that we solve. The width of the steady-state
distribution in Fock space is found to diverge as we approach the critical
point with a simple power-law, allowing us to calculate the critical scaling of
steady state observables without invoking mean-field theory. We propose a
simple physical toy model for biased diffusion in the space of occupation
numbers, which captures the universal properties of the steady state. We list
several experimental platforms where this phenomenon may be observed.
- Abstract（参考訳）: 光子遮断は、量子化された光の性質と強い光非線形性の相互作用の結果であり、強い光子-光子反発は量子光学系が複数の光子を吸収することを妨げている。
理論上、光場に結合した単一原子を共振駆動のjaynes-cummingsモデルで記述し、光子遮断が臨界駆動強度で第2次相転移で崩壊する場合に理論的に研究する。
この遷移は、反単体PT対称性の自発的破壊と関連していることを示す。
半古典近似の中で、定常状態における可観測性の期待値を計算する。
その後、半古典近似を超えて、リンドブラッド量子マスター方程式を減らし、乱(ブロックされた)相から古典的なレート方程式にアプローチする。
フォック空間における定常分布の幅は、単純なパワーローで臨界点に近づくと分岐し、平均場理論を呼び出すことなく定常状態観測可能性の臨界スケーリングを計算することができる。
本研究では,定常状態の普遍的性質を捉えた,占有数空間における偏拡散のための単純な物理玩具モデルを提案する。
この現象が観測できるいくつかの実験プラットフォームを挙げる。
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