論文の概要: Symmetry based efficient simulation of dissipative quantum many-body dynamics in subwavelength quantum emitter arrays
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.02790v1
- Date: Wed, 4 Sep 2024 15:04:44 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-09-05 17:30:00.644948
- Title: Symmetry based efficient simulation of dissipative quantum many-body dynamics in subwavelength quantum emitter arrays
- Title（参考訳）: 対称性に基づくサブ波長量子エミッタアレイにおける散逸性量子多体ダイナミクスの効率的なシミュレーション
- Authors: Raphael Holzinger, Oriol Rubies-Bigorda, Susanne F. Yelin, Helmut Ritsch,
- Abstract要約: 順序配列における多数の量子エミッタの散逸ダイナミクスを数値シミュレーションする。
我々は,励起集団,総光子放出率,および2次強度相関関数を特徴付ける。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We propose an efficient method to numerically simulate the dissipative dynamics of large numbers of quantum emitters in ordered arrays in the presence of long-range dipole-dipole interactions mediated by the vacuum electromagnetic field. Using the spatial symmetries of the system, we rewrite the equations of motion in a collective spin basis and subsequently apply a higher-order cumulant expansion for the collective operators. By truncating the subradiant collective modes with a heavily suppressed decay rate and keeping only the effect from the radiating collective modes, we reduce the numerical complexity significantly. This allows to efficiently compute the dissipative dynamics of the observables of interest for a linear, ring-shaped and planar arrays of quantum emitters. In particular, we characterize the excited population, the total photon emission rate and the second order intensity correlation function $g^{(2)}(\tau =0)$, which are challenging to compute for large systems with traditional cumulant expansion methods based on the individual spins.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,真空電磁場を介する長距離双極子-双極子相互作用の存在下で,配列配列中の多数の量子エミッタの散逸ダイナミクスを数値シミュレーションする効率的な方法を提案する。
系の空間対称性を用いて、運動方程式を集合スピンベースで書き直し、その後、集合作用素に対して高次累積展開を適用する。
サブラジアント集団モードを非常に抑制された崩壊率で切り離し、放射する集団モードからの影響のみを保持することにより、数値複雑性を著しく低減する。
これにより、線形で環状で平面的な量子エミッタ配列に対して、興味のある可観測物の散逸ダイナミクスを効率的に計算することができる。
特に、励起集団、総光子放出率、および2次強度相関関数 $g^{(2)}(\tau =0)$ を特徴付ける。
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