論文の概要: Probing dressed states and quantum nonlinearities in a strongly coupled three-qubit waveguide system under optical pumping

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2209.10403v3
• Date: Thu, 23 Mar 2023 17:23:18 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-24 18:28:52.567848
• Title: Probing dressed states and quantum nonlinearities in a strongly coupled three-qubit waveguide system under optical pumping
• Title（参考訳）: 光ポンピングによる強結合三量子導波路系における擬似状態と量子非線形性
• Authors: Sofia Arranz Regidor and Stephen Hughes
• Abstract要約: 光ポンピングにおける3ビット導波路システムについて検討する。 ミラー量子ビットの相対減衰率を変化させることで、リッチ非線形スペクトルがどのように得られるかを示す。 また、励起三量子系は、強い結合状態において、非線形状態に入ると、Jaynes-Cummingsモデルから大きく逸脱することを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We study a three-qubit waveguide system in the presence of optical pumping, when the side qubits act as atomlike mirrors, manifesting in a strong light-matter coupling regime. The qubits are modelled as Fermionic two-level systems, where we account for important saturation effects and quantum nonlinearities. Optically pumping this system is shown to lead to a rich manifold of dressed states that can be seen in the emitted spectrum, and we show two different theoretical solutions using a medium-dependent master equation model in the Markovian limit, as well as using matrix product states without invoking any Markov approximations. We demonstrate how a rich nonlinear spectrum is obtained by varying the relative decay rates of the mirror qubits as well as their spatial separation, and show the limitations of using a Markovian master equation. Our model allows one to directly model giant-atom phenomena, including important retardation effects and multi-photon nonlinearities. We also show how the excited three qubit system, in a strong coupling regime, deviates significantly from a Jaynes-Cummings model when entering the nonlinear regime.
• Abstract（参考訳）: 光ポンピングにおける3量子導波路系について検討し, サイドキュービットが原子状ミラーとして機能し, 強い光物質結合状態を示す。 量子ビットはフェルミオン二準位系としてモデル化され、重要な飽和効果と量子非線形性を説明する。 この系を光学的に励起すると、放射スペクトルで見られるような着物状態のリッチな多様体が得られ、マルコフの極限における中依存マスター方程式モデルと、マルコフ近似を起こさずに行列積状態を使用する2つの異なる理論解が示される。 ミラー量子ビットの相対減衰率と空間分離を変動させることにより、リッチ非線形スペクトルがどのように得られるかを示し、マルコフマスター方程式を用いることの限界を示す。 我々のモデルは、重要な遅延効果や多光子非線形性を含む巨大原子現象を直接モデル化することができる。 また, 励起3量子ビット系が強結合系において, 非線形系に入る際のjaynes-cummingsモデルから著しく逸脱することを示す。

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