論文の概要: Photon-resolved Floquet theory I: Full-Counting statistics of the driving field in Floquet systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.17732v1
- Date: Thu, 25 Jul 2024 03:07:40 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-07-26 15:27:36.615737
- Title: Photon-resolved Floquet theory I: Full-Counting statistics of the driving field in Floquet systems
- Title（参考訳）: フォトン分解フロケ理論 I: フロケ系における駆動場のフルカウンティング統計
- Authors: Georg Engelhardt, JunYan Luo, Victor M. Bastidas, Gloria Platero,
- Abstract要約: 光子分解フロケ理論(PRFT)は、複数のコヒーレント駆動モードの間の光子フラックスの統計を予測するために開発された。
PRFTは、分光学的量子センシングプロトコル、半導体ナノ構造におけるリフレクションメトリーなど、改良された量子センシング方法の道を開く。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Floquet theory and other established semiclassical approaches are widely used methods to predict the state of externally-driven quantum systems, yet, they do not allow to predict the state of the photonic driving field. To overcome this shortcoming, the photon-resolved Floquet theory (PRFT) has been developed recently [Phys. Rev. Research 6, 013116], which deploys concepts from full-counting statistics to predict the statistics of the photon flux between several coherent driving modes. In this paper, we study in detail the scaling properties of the PRFT in the semiclassical regime. We find that there is an ambiguity in the definition of the moment-generating function, such that different versions of the moment-generating function produce the same photonic probability distribution in the semiclassical limit, and generate the same leading-order terms of the moments and cumulants. Using this ambiguity, we establish a simple expression for the Kraus operators, which describe the decoherence dynamics of the driven quantum system appearing as a consequence of the light-matter interaction. The PRFT will pave the way for improved quantum sensing methods, e.g., for spectroscopic quantum sensing protocols, reflectometry in semiconductor nanostructures and other applications, where the detailed knowledge of the photonic probability distribution is necessary.
- Abstract（参考訳）: フロケ理論やその他の確立された半古典的アプローチは、外部駆動型量子系の状態を予測するために広く使われているが、フォトニック駆動場の状態を予測することはできない。
この欠点を克服するために、光子分解フロケ理論 (PRFT) が最近開発され(Phys. Rev. Research 6, 013116] 、複数のコヒーレント駆動モード間の光子フラックスの統計を予測するために、フルカウント統計から概念を展開している。
本稿では,半古典的体制におけるPRFTのスケーリング特性について詳細に検討する。
モーメント生成関数の定義には曖昧さがあり、モーメント生成関数の異なるバージョンは半古典的極限において同じフォトニック確率分布を生成し、モーメントと累積の同じ先行項を生成する。
このあいまいさを用いて、光-物質相互作用の結果として現れる駆動量子系のデコヒーレンスダイナミクスを記述する、クラウス作用素の簡単な表現を確立する。
PRFTは、例えば、分光学的量子センシングプロトコル、半導体ナノ構造における反射法、その他の用途において、フォトニック確率分布の詳細な知識を必要とする量子センシング方法の改善の道を開く。
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