論文の概要: Higher-order mean-field theory of chiral waveguide QED
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2207.10439v2
- Date: Mon, 5 Dec 2022 13:42:27 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-04 05:32:57.681669
- Title: Higher-order mean-field theory of chiral waveguide QED
- Title（参考訳）: キラル導波路qedの高次平均場理論
- Authors: Kasper J. Kusmierek, Sahand Mahmoodian, Martin Cordier, Jakob Hinney,
Arno Rauschenbeutel, Max Schemmer, Philipp Schneeweiss, J\"urgen Volz,
Klemens Hammerer
- Abstract要約: 低温原子を持つ導波管QEDは、非平衡、多体および開系量子力学の研究のための強力なプラットフォームを提供する。
我々は,高次累積展開に基づく平均場理論を改良して,実験上は関係するが理論的には導出的であり,結合の弱い状態を記述する。
提案手法は, 従来はアクセス不能なパラメータ状態において, アンチバンキングと出力パワーのトレードオフを定量化する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Waveguide QED with cold atoms provides a potent platform for the study of
non-equilibrium, many-body, and open-system quantum dynamics. Even with weak
coupling and strong photon loss, the collective enhancement of light-atom
interactions leads to strong correlations of photons arising in transmission,
as shown in recent experiments. Here we apply an improved mean-field theory
based on higher-order cumulant expansions to describe the experimentally
relevant, but theoretically elusive, regime of weak coupling and strong driving
of large ensembles. We determine the transmitted power, squeezing spectra and
the degree of second-order coherence, and systematically check the convergence
of the results by comparing expansions that truncate cumulants of few-particle
correlations at increasing order. This reveals the important role of many-body
and long-range correlations between atoms in steady state. Our approach allows
to quantify the trade-off between anti-bunching and output power in previously
inaccessible parameter regimes. Calculated squeezing spectra show good
agreement with measured data, as we present here.
- Abstract（参考訳）: 低温原子を持つ導波管QEDは、非平衡、多体および開系量子力学の研究のための強力なプラットフォームを提供する。
弱いカップリングと強い光子損失であっても、光-原子相互作用の集合的な増強は、最近の実験で示されているように、透過によって生じる光子の強い相関をもたらす。
ここでは,高次累積展開に基づく改良平均場理論を適用し,理論上は弱いカップリングと大きなアンサンブルの強い駆動のレジームを記述する。
送信電力, スクイーズスペクトルおよび2次コヒーレンス度を判定し, 数粒子相関の累積を次々に減少させる展開を比較することにより, 結果の収束度を体系的に検証する。
これは、安定状態における原子間の多体および長距離相関の重要な役割を明らかにする。
提案手法は, 従来はアクセス不能なパラメータ状態において, アンチバンキングと出力パワーのトレードオフを定量化する。
計算されたスクイーズスペクトルは、ここで示すように、測定データとよく一致している。
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