論文の概要: Fractional Quantum Zeno Effect

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2207.03459v1
• Date: Thu, 7 Jul 2022 17:41:24 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-06 07:00:51.047187
• Title: Fractional Quantum Zeno Effect
• Title（参考訳）: 分数量子ゼノ効果
• Authors: Yue Sun, Tao Shi, Zhiyong Liu, Zhidong Zhang, Liantuan Xiao, Suotang Jia, Ying Hu
• Abstract要約: 我々は、分数量子ゼノ(FQZ)効果という新しい現象を予測する。 弱い相互作用の極限における強い単光子非線形性に対する新しいメカニズムが可能であることを示す。 この研究は、光-物質相互作用の設計と探索の新しい視点を開く。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 12.706932285002544
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We investigate emitters with interacting multi-excitations coupled to a dissipative lattice system, whose intrinsic dissipation rates form band structures. We predict a novel phenomenon - the fractional quantum Zeno (FQZ) effect. Namely, the emitter's spontaneous emission is fractionally suppressed by the strong lattice dissipation, in particular, the fractional scaling of the emission rate with the lattice dissipation depends on the number of excitations. The FQZ effect originates uniquely from the strong coupling of emitters to the dissipation band-edge when the lattice is significantly dissipative. Remarkably, we show it enables a novel mechanism for the strong single-photon nonlinearity in the limit of weak interactions. Moreover, we establish a general connection between the non-Hermitian bands of a dissipative lattice and quantum statistics of emitter excitations quantified by the second-order correlation functions, using the Keldysh formalism and scattering theory. Our setup is experimentally feasible, advanced by recent progress on tunable dissipative lattices in photonic and atomic systems. This work opens a new perspective for the design and exploration of light-matter interactions. It also showcases a route to uncover quantum many-body effect arising purely from non-Hermitian bands in the full quantum dynamics.
• Abstract（参考訳）: 本研究では,本質的散逸速度がバンド構造を形成する散逸格子系と相互作用するマルチ励起エミッタについて検討する。 我々は、分数量子ゼノ(FQZ)効果という新しい現象を予測する。 すなわち、エミッタの自然放出は強い格子の散逸によって分数的に抑制され、特に格子の散逸による放出率の分数スケーリングは励起数に依存する。 FQZ効果は、格子が著しく散逸するときにエミッタの強いカップリングから散逸帯エッジへ一意に生じる。 驚くべきことに、弱い相互作用の限界における強い単光子非線形性のための新しいメカニズムを可能にする。 さらに、散逸格子の非エルミート帯域と、2階相関関数によって量子化されたエミッタ励起の量子統計との一般接続をケルディシュ形式と散乱理論を用いて確立する。 われわれの装置は実験的に実現可能であり、フォトニックおよび原子系における波長可変散逸格子の最近の進展により進歩している。 この研究は、光-物質相互作用の設計と探索の新しい視点を開く。 また、完全な量子力学における非エルミートバンドから生じる量子多体効果を解明する経路も示している。

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