論文の概要: Dynamical phases and quantum correlations in an emitter-waveguide system with feedback

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2102.02719v1
• Date: Thu, 4 Feb 2021 16:27:20 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-12 19:52:45.983675
• Title: Dynamical phases and quantum correlations in an emitter-waveguide system with feedback
• Title（参考訳）: フィードバックを持つエミッタ導波路系における動的位相と量子相関
• Authors: Giuseppe Buonaiuto, Federico Carollo, Beatriz Olmos and Igor Lesanovsky
• Abstract要約: 本研究では,エミッタ・導波管系におけるフィードバックを用いた創発的集団行動と量子相関の生成と制御について検討する。 フィードバック強度によって制御される時間結晶相の出現を示す。 本研究は,集合量子現象の探索のための集積型エミッタ・導波管システムの可能性を裏付けるものである。
• 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: We investigate the creation and control of emergent collective behavior and quantum correlations using feedback in an emitter-waveguide system using a minimal model. Employing homodyne detection of photons emitted from a laser-driven emitter ensemble into the modes of a waveguide allows to generate intricate dynamical phases. In particular, we show the emergence of a time-crystal phase, the transition to which is controlled by the feedback strength. Feedback enables furthermore the control of many-body quantum correlations, which become manifest in spin squeezing in the emitter ensemble. Developing a theory for the dynamics of fluctuation operators we discuss how the feedback strength controls the squeezing and investigate its temporal dynamics and dependence on system size. The largely analytical results allow to quantify spin squeezing and fluctuations in the limit of large number of emitters, revealing critical scaling of the squeezing close to the transition to the time-crystal. Our study corroborates the potential of integrated emitter-waveguide systems -- which feature highly controllable photon emission channels -- for the exploration of collective quantum phenomena and the generation of resources, such as squeezed states, for quantum enhanced metrology.
• Abstract（参考訳）: 最小モデルを用いたエミッタ導波路系における創発的集団行動と量子相関の生成と制御について検討した。 レーザー駆動エミッタアンサンブルから放出される光子のホモダイン検出を導波路のモードに利用することで、複雑な動的位相を生成することができる。 特に,フィードバック強度によって制御される時間結晶相の出現を示す。 フィードバックは、エミッターアンサンブルのスピンスクイーズで現れる多体量子相関の制御をさらに行うことができる。 揺らぎ作用素の力学に関する理論を考案し, フィードバック強度が揺らぎを制御し, その時間的ダイナミクスとシステムサイズへの依存性を考察する。 大まかに分析した結果、多くのエミッタの限界におけるスピンスクイージングとゆらぎを定量化することができ、時間結晶への遷移に近いスクイージングの臨界スケーリングが明らかになった。 本研究は、集合的量子現象の探索と、量子拡張メトロロジーのための圧縮状態などの資源の生成のための、高制御可能な光子放出チャネルを備えた統合エミッタ・導波路系のポテンシャルを裏付けるものである。

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