論文の概要: Time-delayed collective dynamics in waveguide QED and bosonic quantum networks

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.02642v1
• Date: Mon, 05 May 2025 13:39:06 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-05-06 18:49:35.688951
• Title: Time-delayed collective dynamics in waveguide QED and bosonic quantum networks
• Title（参考訳）: 導波路QEDおよびボゾン量子ネットワークにおける時間遅延集団ダイナミクス
• Authors: Carlos Barahona-Pascual, Hong Jiang, Alan C. Santos, Juan José García-Ripoll,
• Abstract要約: この研究は、非マルコフ環境における量子エミッタの集合力学をモデル化するための理論的枠組みを導入する。 これらの方程式は線形(ボソニック)および非線形(2レベル)エミッターアレイの力学を捉える。 本研究は,光円錐制限伝搬と遠方エミッタ間の光子放出の増大を特徴とする,カスケード型超放射・準放射効果を明らかにする。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.4102083646547325
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: This work introduces a theoretical framework to model the collective dynamics of quantum emitters in highly non-Markovian environments, interacting through the exchange of photons with significant retardations. The formalism consists on a set of coupled delay differential equations for the emitter's polarizations $\sigma^\pm_i$, supplemented by input-output relations that describe the field mediating the interactions. These equations capture the dynamics of both linear (bosonic) and nonlinear (two-level) emitter arrays. It is exact in some limits$-$e.g., bosonic emitters or generic systems with up to one collective excitation$-$and can be integrated to provide accurate results for larger numbers of photons. These equations support a study of collective spontaneous emission of emitter arrays in open waveguide-QED environments. This study uncovers an effect we term cascaded super- and sub-radiance, characterized by light-cone-limited propagation and increasingly correlated photon emission across distant emitters. The collective nature of this dynamics for two-level systems is evident both in the enhancement of collective emission rates, as well as in a superradiant burst with a faster than linear growth. While these effects should be observable in existing circuit QED devices or slight generalizations thereof, the formalism put forward in this work can be extended to model other systems such as network of quantum emitters or the generation of correlated photon states.
• Abstract（参考訳）: この研究は、高度に非マルコフ環境における量子エミッターの集合動力学をモデル化するための理論的枠組みを導入し、大きな遅延を伴う光子の交換を通じて相互作用する。 形式主義は、相互作用を媒介する場を記述する入力-出力関係によって補足される、エミッタの分極に対する結合遅延微分方程式の集合($\sigma^\pm_i$)からなる。 これらの方程式は線形(ボソニック)および非線形(2レベル)エミッターアレイの力学を捉える。 ある極限$-$e g、ボソニックエミッター、または最大1つの集合励起$-$andを持つジェネリックシステムにおいて、より多くの光子に対して正確な結果を提供するために統合することができる。 これらの方程式は、開導波路-QED環境におけるエミッタアレイの集団自然放出の研究を支持する。 本研究は,光円錐制限伝搬と遠方エミッタ間の光子放出の増大を特徴とする,カスケード型超放射・準放射効果を明らかにする。 2レベル系のこのダイナミクスの集合的性質は、集合放出速度の増大と、線形成長よりも速い超ラジカルバーストの両方において明らかである。 これらの効果は、既存の回路QEDデバイスやそのわずかな一般化で観測できるはずであるが、この研究で提案された形式は、量子エミッタのネットワークや相関光子状態の生成などの他の系をモデル化するために拡張することができる。

関連論文リスト

• Nonlinear dynamical Casimir effect and Unruh entanglement in waveguide QED with parametrically modulated coupling [83.88591755871734]
  理論的には、1次元導波路に対して動く2レベル量子ビットの配列について検討する。 この運動の周波数が2倍のクビット共鳴周波数に近づくと、光子のパラメトリック生成と量子ビットの励起を誘導する。 我々は、摂動図式技術と厳密なマスター方程式アプローチの両方を取り入れた包括的一般理論フレームワークを開発する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-08-30T15:54:33Z)
• Directional spontaneous emission in photonic crystal slabs [49.1574468325115]
  自発放出は、励起量子エミッタが量子ゆらぎによって基底状態に緩和される基本的な平衡過程である。 これらの光子を介する相互作用を修正する方法の1つは、エミッターの双極子放射パターンを変更することである。 我々の研究は、これらの方向の放出パターンと前述の変数の相互作用を詳しく調べ、未発見の量子光学現象を微調整する可能性を明らかにした。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-12-04T15:35:41Z)
• Collective photon emission in solid state environments: Concatenating non-markovian and markovian dynamics [0.0]
  固体量子エミッタの集合発光とマルチキュービットダイナミクスについて検討する。 量子放出体に対するフォノンの効果は超高速非マルコフ力学によって説明される。 単一量子エミッタの場合、第1の方法は高速で遅いフォノン力学を過大評価し、第2の方法はポーラロン法であることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-11-08T15:09:48Z)
• Quantum Multiphoton Rabi Oscillations in Waveguide QED [0.0]
  チップスケールナノフォトニクス、特にキャビティQEDと導波路QEDの量子情報処理技術の将来 量子フォトニクス技術を支える最も先進的なプロセスの1つは、ラビ振動の現象である。 2レベルエミッタと相互作用するフォトニックフォック状態の散乱ダイナミクスを解析的に検討する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-10-24T00:03:38Z)
• Waveguide QED with Quadratic Light-Matter Interactions [0.0]
  1つの二次結合エミッタは、単位忠実度を持つ2光子論理ゲートを実装可能であることを示す。 これにより、量子情報処理における新しい機会が解放され、光子が伝播する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-03-13T18:01:44Z)
• Light emission from strongly driven many-body systems [0.0]
  我々は、強く駆動された多体系の量子光学理論を構築する。 放射体間の相関の存在は、光の古典的な多光子状態の放出を引き起こすことを示す。 我々の研究は、光の多光子状態が周波数の広帯域にまたがる新しい技術への道を開く。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-10-07T18:00:02Z)
• Topological multi-mode waveguide QED [49.1574468325115]
  本稿では, 位相的に保護された伝播モードを量子エミッタで対向して利用する方法を示す。 このような能力は、トポロジカルに保護された光子の間で量子ゲートを生成する方法と、トポロジカルチャネルにおいてより複雑な光の絡み合った状態を生成する方法を舗装する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-07-05T14:48:50Z)
• Heisenberg treatment of multiphoton pulses in waveguide QED with time-delayed feedback [62.997667081978825]
  我々は、多重時間相関を単一時間行列要素に分解するために、ヒルベルト空間における状態の完全な集合への射影を提案する。 半無限導波路に結合し、量子光パルスと相互作用する2レベル系のパラダイム的な例を考える。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-11-04T12:29:25Z)
• Qubit-photon bound states in topological waveguides with long-range hoppings [62.997667081978825]
  フォトニックバンドギャップ材料と相互作用する量子エミッタは、クビット光子境界状態の出現につながる。 異なる位相におけるバルクモードとエミッタが重なり合うとき, クビット光子境界状態の特徴について検討した。 異なる位相相に現れるエッジモードに対するエミッタの結合について考察する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-05-26T10:57:21Z)
• Quantum Borrmann effect for dissipation-immune photon-photon correlations [137.6408511310322]
  理論的には、2階相関関数 $g(2)(t)$ は周期的ブラッグ空間の超伝導量子ビット配列を通して伝達される光子に対して導波路に結合する。 我々は、光子束と反バンチングが、単一量子ビットの放射寿命と非放射寿命よりもずっと長く持続することを実証した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-09-29T14:37:04Z)

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。