論文の概要: Quantum effects beyond mean-field treatment in quantum optics
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2111.14636v1
- Date: Mon, 29 Nov 2021 15:45:24 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-06 09:32:43.413547
- Title: Quantum effects beyond mean-field treatment in quantum optics
- Title（参考訳）: 量子光学における平均場処理を超える量子効果
- Authors: Yue-Xun Huang, Ming Li, Zi-Jie Chen, Xu-Bo Zou, Guang-Can Guo,
Chang-Ling Zou
- Abstract要約: 平均場処理(MFT)は、量子光学系の力学を概ね予測するためにしばしば用いられる。
ここでは、予測できない量子効果を捉えるために、MTTと共同で摂動理論に基づく一般的な、体系的な理論的枠組みを提供する。
我々の研究は、平均場処理下での付随量子効果を明確に明らかにし、量子光学系を記述するためのより正確な理論的枠組みを提供する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.148894494637909
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: Mean-field treatment (MFT) is frequently applied to approximately predict the
dynamics of quantum optics systems, to simplify the system Hamiltonian through
neglecting certain modes that are driven strongly or couple weakly with other
modes. While in practical quantum systems, the quantum correlations between
different modes might lead to unanticipated quantum effects and lead to
significantly distinct system dynamics. Here, we provide a general and
systematic theoretical framework based on the perturbation theory in company
with the MFT to capture these quantum effects. The form of nonlinear
dissipation and parasitic Hamiltonian are predicted, which scales inversely
with the nonlinear coupling rate. Furthermore, the indicator is also proposed
as a measure of the accuracy of mean-field treatment. Our theory is applied to
the example of quantum frequency conversion, in which mean-field treatment is
commonly applied, to test its limitation under strong pump and large coupling
strength. The analytical results show excellent agreement with the numerical
simulations. Our work clearly reveals the attendant quantum effects under
mean-field treatment and provides a more precise theoretical framework to
describe quantum optics systems.
- Abstract（参考訳）: 平均場処理(MFT)は量子光学系の力学を概ね予測するためにしばしば適用され、他のモードと強くあるいは弱に駆動される特定のモードを無視してハミルトニアン系を単純化する。
現実的な量子系では、異なるモード間の量子相関は予期せぬ量子効果を生じさせ、異なる系のダイナミクスを引き起こす。
ここでは,これらの量子効果を捉えるために,mftと共同で摂動理論に基づく一般的かつ体系的な理論的枠組みを提案する。
非線形散逸と寄生ハミルトニアンの形が予測され、非線形カップリング速度と逆スケールする。
さらに, この指標は, 平均場治療の精度の指標としても提案されている。
我々の理論は量子周波数変換の例に適用され、平均場処理が一般的に適用され、その限界を強いポンプと大きな結合強度で検証する。
解析結果は数値シミュレーションと良好に一致した。
本研究は平均場処理下での共役量子効果を明らかにし、量子光学系を記述するためのより正確な理論的枠組みを提供する。
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