論文の概要: Nonclassical correlated optical multistability at low photon level for
cavity electromagnetically induced transparency
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2212.03402v1
- Date: Wed, 7 Dec 2022 01:57:43 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-09 16:46:24.076045
- Title: Nonclassical correlated optical multistability at low photon level for
cavity electromagnetically induced transparency
- Title（参考訳）: キャビティ電磁誘導透過性のための低光子レベルでの非古典的相関光多重性
- Authors: Jing Tang and Yuangang Deng
- Abstract要約: 誘導散逸型単一原子空洞の電磁誘導透過における非平衡動的挙動について検討した。
系のパラメータによって, 不安定性とマルチスタビリティの間の非平衡動的相転移が高度に調整可能であることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.230778132936486
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We study the nonequilibrium dynamic behaviors in a driven-dissipative
single-atom cavity electromagnetically induced transparency. The optical
bistability and multistability beyond a Kerr nonlinearity are observed
utilizing the optical Stark shift induced strong nonlinearity. We show that the
nonequilibrium dynamical phase transition between bistability and
multistability is highly tunable by the system parameters in a large parameter
region. The first-order dissipative optical bistability (multistability) always
corresponds to the photon-bunching quantum statistics, which indicates that the
quantum fluctuations and correlations play important roles in nonequilibrium
dynamics.Interestingly, bistability and multistability with photon-bunching
quantum statistics occurring at extremely low steady-state cavity photon number
are observed, even under a very strong cavity driven field. Furthermore, we
demonstrate that the unique cavity steady-state solution of the full quantum
calculation is excellently consistent with the lowest solution based on the
semiclassical mean-field approach in bistability and multistability regimes
when the cavity photon number is much less than unity, albeit these
nonclassical quantum states should possess strong quantum fluctuations in this
parameter regime. Our results pave the way to exploring nonclassical correlated
optical multistability in quantum regime, which may bring exciting
opportunities for potential applications from quantum information processing to
quantum metrology.
- Abstract（参考訳）: 駆動拡散単原子キャビティの電磁透過における非平衡動的挙動について検討した。
光スタークシフト誘起強非線形性を用いて、ケラー非線形性を超えた光ビスタビリティと多重性が観察される。
本研究では,bistability と multistability の非平衡動的相転移は,大きなパラメータ領域のシステムパラメータによって非常に調整可能であることを示す。
これは、量子揺らぎと相関が非平衡動力学において重要な役割を果たすことを示唆するものであり、特に、非常に低い定常状態のキャビティの光子数で発生する光子束量子統計の安定性と多重性は、非常に強いキャビティ駆動場下でも観察される。
さらに、全量子計算の特異な空洞定常解は、空洞光子数がユニティよりはるかに小さい場合、半古典平均場法と多スタビリティ法に基づく最低解と良好に一致していることを示すが、これらの非古典量子状態はこのパラメータ法で強い量子揺らぎを持つべきである。
この結果は、量子構造における非古典的相関光多重性の研究の道を開くものであり、量子情報処理から量子メトロロジーへの潜在的な応用にエキサイティングな機会をもたらす可能性がある。
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