論文の概要: Super-operator Linear Equations and their Applications to Quantum Antennas and Quantum Light Scattering

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2112.09882v2
• Date: Mon, 15 Aug 2022 11:06:56 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-04 05:03:34.542635
• Title: Super-operator Linear Equations and their Applications to Quantum Antennas and Quantum Light Scattering
• Title（参考訳）: 超演算子線形方程式とその量子アンテナおよび量子光散乱への応用
• Authors: Gregory Slepyan and Amir Boag
• Abstract要約: 我々は超作用素方程式の解法を開発し、量子光学に応用する。 我々のアプローチは、ベクトルあるいはスカラー線型作用素のヒルベルト部分空間に作用する線型超作用素という新しい概念に基づいている。 アンテナ放射や散乱は、量子光のコヒーレントな性質を変換する。
• 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: In this paper we developed the resolvent method for super-operator equations with their applications in quantum optics. Our approach is based on the novel concept of linear super-operator acting on the Hilbert subspace of vector or scalar linear operators satisfying physically reasonable commutation relations. The super-operator equations for the electromagnetic (EM) field operators are formulated for the problems of quantum antenna emission and quantum light scat-tering by a dielectric body. The general solution of super-operator equation is presented in terms of the classical resolvent. In contrast to the classical case, it includes the ancillary components associated with the quantum noise even in the absence of absorption. The reason for it lies in the energy exchange between different spatial regions with various bases for the field presentation (it looks like losses or gain from the point of view of the correspondent region). A number of examples (two-element dipole antenna, plane dielectric layer, and dielectric cylinder with circular cross section) which demonstrate the physical mechanism of the appearance of noise are considered. It is shown, that antenna emission or scattering transforms the coherent properties of quantum light. This opens a new way of controlling the coherence in a direction dependent manner, a feature that can be useful in various applications of quantum technologies, including, quantum radars and lidars, and quantum antennas.
• Abstract（参考訳）: 本稿では,超作用素方程式の解法と量子光学への応用について述べる。 本手法は,物理的に合理的な可換関係を満たすベクトルあるいはスカラー線型作用素のヒルベルト部分空間に作用する線形超作用素の新しい概念に基づいている。 電磁場演算子の超作用素方程式は、誘電体による量子アンテナ放出と量子光散乱の問題に対して定式化される。 超作用素方程式の一般解は古典解法を用いて提示される。 古典的な場合とは対照的に、吸収がなくても量子ノイズに関連する補助成分を含む。 その理由は、フィールドプレゼンテーションのための様々なベースを持つ異なる空間領域間のエネルギー交換にある(対応する領域の観点から見れば損失やゲインのように見える)。 騒音の出現の物理的メカニズムを示すいくつかの例(2素子双極子アンテナ、平面誘電体層、円形断面の誘電体シリンダ)を考察する。 アンテナの放射や散乱が量子光のコヒーレント特性を変換することを示した。 これは、量子レーダーやライダー、量子アンテナなど、量子技術の様々な応用に有用な特徴である、方向依存的な方法でコヒーレンスを制御する新しい方法を開く。

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