論文の概要: Non-Markovian Multiphoton Chiral Dynamics with Giant Systems

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.05672v2
• Date: Tue, 09 Sep 2025 09:15:21 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-09-10 16:45:31.983487
• Title: Non-Markovian Multiphoton Chiral Dynamics with Giant Systems
• Title（参考訳）: ジャイアントシステムを用いた非マルコフ多光子キラルダイナミクス
• Authors: Yue Chang,
• Abstract要約: 一次元導波路に非局所結合した巨大非線形系における非マルコフ多光子状態について検討する。 単光子輸送は相反するが、多光子ダイナミクスはキラルとなる。 非相互散逸相転移を発見し、非マルコビアン性が臨界応答をどのように形成するかを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.950340390752244
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Chiral interactions enable directional control of quantum light, providing new routes for nonreciprocal photon dynamics. While previous studies focused on single photon regimes, this work explores the non-Markovian multiphoton regime in a giant nonlinear system nonlocally coupled to a one-dimensional waveguide, with a tunable phase difference breaking parity symmetry. We show that single-photon transport remains reciprocal, but multiphoton dynamics become chiral, generating direction-dependent higher-order correlations and enabling deterministic creation of multiphoton states with nontrivial statistics from a single input direction, even under strong dissipation. The non-Markovian nature allows tuning of transmitted photon statistics via the coupling-point separation. At a specific phase, internal dynamics become Markovian while output photons retain non-Markovian features. Under strong coherent driving, we uncover nonreciprocal dissipative phase transitions and demonstrate how non-Markovianity shapes the critical response. This framework offers a general strategy for controlling chiral multiphoton dynamics in nonlocally coupled waveguide QED systems.
• Abstract（参考訳）: キラル相互作用は量子光の方向制御を可能にし、非相互光子力学の新しい経路を提供する。 これまでの研究は単一光子系に焦点を当てていたが、この研究は1次元導波路に非局所的に結合した巨大非線形系における非マルコフ多光子系を、パリティ対称性を破る可変位相差で探索した。 単一光子輸送は相反するが、多重光子ダイナミクスはキラルとなり、方向依存的な高次相関を生じ、強い散逸の下でも単一入力方向から非自明な統計を持つ多光子状態の決定論的生成を可能にする。 非マルコフ的な性質は、結合点分離を通じて送信された光子統計のチューニングを可能にする。 特定の位相において、内部力学はマルコフ的となり、出力光子は非マルコフ的特徴を保持する。 強コヒーレント駆動の下では、非相互散逸相転移を発見し、非マルコビアン性が臨界応答をどのように形成するかを示す。 このフレームワークは、非局所結合導波管QED系におけるキラル多光子ダイナミクスを制御するための一般的な戦略を提供する。

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