論文の概要: Cooperative quantum phenomena in light-matter platforms
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2107.02674v4
- Date: Fri, 4 Aug 2023 06:14:32 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-08-07 16:57:35.668392
- Title: Cooperative quantum phenomena in light-matter platforms
- Title（参考訳）: 軽量プラットフォームにおける協調量子現象
- Authors: Michael Reitz, Christian Sommer, Claudiu Genes
- Abstract要約: 協調性は、量子エミッタアンサンブルが制限された光学モードでインターフェースされる光マタープラットフォームで明らかである。
このチュートリアルは、協調の開始に責任を負う行動に取り組むための理論的ツールのセットを提供する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.34376560669160383
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Quantum cooperativity is evident in light-matter platforms where quantum
emitter ensembles are interfaced with confined optical modes and are coupled
via the ubiquitous electromagnetic quantum vacuum. Cooperative effects can find
applications, among other areas, in topological quantum optics, in quantum
metrology or in quantum information. This tutorial provides a set of
theoretical tools to tackle the behavior responsible for the onset of
cooperativity by extending open quantum system dynamics methods, such as the
master equation and quantum Langevin equations, to electron-photon interactions
in strongly coupled and correlated quantum emitter ensembles. The methods are
illustrated on a wide range of current research topics such as the design of
nanoscale coherent light sources, highly-reflective quantum metasurfaces or low
intracavity power superradiant lasers. The analytical approaches are developed
for ensembles of identical two-level quantum emitters and then extended to more
complex systems where frequency disorder or vibronic couplings are taken into
account. The relevance of the approach ranges from atoms in optical lattices to
quantum dots or molecular systems in solid-state environments.
- Abstract（参考訳）: 量子協力性は、量子エミッタアンサンブルが制限された光モードと相互作用し、ユビキタスな電磁量子真空を介して結合される光マッタープラットフォームにおいて明らかである。
協調効果は、他の分野、トポロジカル量子光学、量子論、量子情報における応用を見出すことができる。
このチュートリアルは、マスター方程式や量子ランゲヴィン方程式のようなオープン量子系力学の手法を強い結合と相関の量子エミッターアンサンブルにおける電子-光子相互作用に拡張することにより、協調性の開始に責任を負う行動に取り組むための理論的ツールセットを提供する。
これらの手法は、ナノスケールコヒーレント光源の設計、高反射性量子準曲面、低キャビティパワー超放射光レーザーなど、様々な研究トピックで説明されている。
解析的アプローチは同一の2レベル量子エミッタのアンサンブルのために開発され、周波数障害や振動結合を考慮したより複雑なシステムに拡張される。
アプローチの関連性は、光学格子の原子から固体環境の量子ドットや分子システムまで様々である。
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