論文の概要: Simulating quantum emitters in arbitrary photonic environments using FDTD: beyond the semi-classical regime

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.16118v1
• Date: Mon, 21 Oct 2024 15:46:50 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-10-22 13:15:36.472818
• Title: Simulating quantum emitters in arbitrary photonic environments using FDTD: beyond the semi-classical regime
• Title（参考訳）: FDTDを用いた任意のフォトニック環境における量子エミッタのシミュレーション--準古典的状態を超えて
• Authors: Qingyi Zhou, S. Ali Hassani Gangaraj, Ming Zhou, Zongfu Yu,
• Abstract要約: 本稿では,量子二値系(TLS)を有限差分時間領域フレームワークに統合する数値アルゴリズムを提案する。 本手法は, 単励起状態に着目し, 自己相互作用を排除するために全フィールド入射場(TF-IF)技術を用いる。 このアルゴリズムはまた、共鳴エネルギー移動、超放射能、真空ラビ分裂などの複雑な現象をモデル化することに成功した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 15.296048819273555
• License:
• Abstract: We propose a numerical algorithm that integrates quantum two-level systems (TLSs) into the finite-difference time-domain (FDTD) framework for simulating quantum emitters in arbitrary 3D photonic environments. Conventional methods struggle with these systems due to their semi-classical nature and spurious self-interactions that arise when a TLS is driven by its own radiation field. We address these issues by determining the correct electric field for driving the TLS, as well as the current source used in FDTD for modeling photon emission. Our method, focusing on single-excitation states, employs a total field-incident field (TF-IF) technique to eliminate self-interactions, enabling precise simulations of photon emission and scattering. The algorithm also successfully models complex phenomena such as resonant energy transfer, superradiance, and vacuum Rabi splitting. This powerful computational tool is expected to substantially advance research in nanophotonics, quantum physics, and beyond.
• Abstract（参考訳）: 本稿では,量子二値系(TLS)を有限差分時間領域(FDTD)フレームワークに統合し,任意の3次元フォトニック環境下での量子エミッタのシミュレーションを行う数値アルゴリズムを提案する。 従来の手法は、半古典的な性質とTLSが自身の放射場によって駆動されるときに生じる刺激的な自己相互作用のために、これらのシステムと競合する。 我々は、TLSを駆動するための正しい電場と、光子放出をモデル化するためにFDTDで使用される電流源を決定することで、これらの問題に対処する。 本手法では, 単一励起状態に着目し, 光子放出と散乱の高精度なシミュレーションを可能にするために, 全フィールド入射場(TF-IF)技術を用いる。 このアルゴリズムはまた、共鳴エネルギー移動、超放射能、真空ラビ分裂などの複雑な現象をモデル化することに成功した。 この強力な計算ツールは、ナノフォトニクス、量子物理学などの研究を大幅に進歩させることが期待されている。

関連論文リスト

• Passive photonic CZ gate with two-level emitters in chiral multi-mode waveguide QED [41.94295877935867]
  共伝播光子間の受動条件ゲートを2レベルエミッタアレイで設計する。 鍵となる資源は、エミッタアレイの2つの導波路モードへのキラルカップリングによって誘導される効果的な光子-光子相互作用を利用することである。 我々は、この非線形位相シフトを利用して、異なる量子ビット符号化における条件付き決定性フォトニックゲートを設計する方法を示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-07-08T18:00:25Z)
• PIC2O-Sim: A Physics-Inspired Causality-Aware Dynamic Convolutional Neural Operator for Ultra-Fast Photonic Device FDTD Simulation [18.832901682895944]
  我々は,光デバイスシミュレーションのための物理インスパイアされたAIベースの予測フレームワーク PIC2OSim を提案する。 PIC2O-Simは51.2%のロールアウト予測誤差を提供し、パラメータは最先端のニューラル演算子よりも23.5倍少ない。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-06-24T18:15:36Z)
• Exact Quantum Electrodynamics in Radiative Photonic Environments [0.0]
  フォトニック固有モデムの連続体を離散的な擬似モデムに変換することで、正に量子化する。 この方法は全ての貯水池近似を回避し、量子相関に関する新しい洞察を提供する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-06-14T16:32:34Z)
• All-optical modulation with single-photons using electron avalanche [69.65384453064829]
  単光子強度ビームを用いた全光変調の実証を行った。 本稿では,テラヘルツ高速光スイッチングの可能性を明らかにする。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-12-18T20:14:15Z)
• Harnessing collective radiative phenomena on a photonic kagome lattice [39.58317527488534]
  フォトニック格子は、輸送および局在現象の実験的探索を可能にする。 フォトニック格子は、二次元構造貯水池における量子光学現象をエミュレートし、実験的に探索するプラットフォームである。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-10-31T13:28:11Z)
• Beyond-adiabatic Quantum Admittance of a Semiconductor Quantum Dot at High Frequencies: Rethinking Reflectometry as Polaron Dynamics [0.0]
  我々は、電荷貯水池に結合した量子ドットトンネルのアプタンスを得るために、自己整合量子マスター方程式の定式化を開発する。 本報告では,QD状態のドレッシングによって決定されるFloquet wideeningと,光子損失によって決定されるFloquet wideeningの2つについて述べる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-07-31T14:46:43Z)
• Hyper-entanglement between pulse modes and frequency bins [101.18253437732933]
  2つ以上のフォトニック自由度(DOF)の間の超絡み合いは、新しい量子プロトコルを強化し有効にすることができる。 パルスモードと周波数ビンとの間に超絡み合った光子対の生成を実証する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-04-24T15:43:08Z)
• Simulation of Entanglement Generation between Absorptive Quantum Memories [56.24769206561207]
  我々は、QUantum Network Communication (SeQUeNCe) のオープンソースシミュレータを用いて、2つの原子周波数コム(AFC)吸収量子メモリ間の絡み合いの発生をシミュレートする。 本研究は,SeQUeNCe における truncated Fock 空間内の光量子状態の表現を実現する。 本研究では,SPDC音源の平均光子数と,平均光子数とメモリモード数の両方で異なる絡み合い発生率を観測する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-12-17T05:51:17Z)
• Characterising and Tailoring Spatial Correlations in Multi-Mode Parametric Downconversion [0.0]
  空間領域における2光子波動関数の記述を定式化し、JTMA(Joint-transverse-momentum-amplitude)と呼ばれる。 本稿では,2Dpi$-measurementと呼ばれる単純な位相ステップスキャンを用いて,収集したJTMAを正確に再構築する,実用的で効率的な手法を提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-10-07T13:40:28Z)
• Efficient simulation of ultrafast quantum nonlinear optics with matrix product states [0.0]
  我々はMPS量子状態を構成時空間のスーパーモデムに解き放つアルゴリズムを開発した。 我々は、ソリトニックモードにおける非古典的なウィグナー関数の負性性の発達と、パルスの半古典力学に対する量子補正を観察する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-02-11T09:15:24Z)
• Near-ideal spontaneous photon sources in silicon quantum photonics [55.41644538483948]
  集積フォトニクスは量子情報処理のための堅牢なプラットフォームである。 非常に区別がつかず純粋な単一の光子の源は、ほぼ決定的か高い効率で隠蔽されている。 ここでは、これらの要件を同時に満たすオンチップ光子源を実証する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-05-19T16:46:44Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。