論文の概要: Unraveling superradiance: entanglement and mutual information in collective decay

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.13401v1
• Date: Mon, 19 May 2025 17:36:37 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-05-20 14:57:11.777787
• Title: Unraveling superradiance: entanglement and mutual information in collective decay
• Title（参考訳）: アンラベリング超放射光:集団崩壊における絡み合いと相互情報
• Authors: Xin H. H. Zhang, Daniel Malz, Peter Rabl,
• Abstract要約: 本研究では, 当初逆転した2レベルエミッタの集合崩壊をフォトニック貯水池に解析した。 量子状態拡散法を用いて、時間とともに個々の量子軌道に沿った絡み合いと古典的相関について検討する。
• 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 study the collective decay of an initially inverted ensemble of two-level emitters into a squeezed photonic reservoir. By using a quantum-state diffusion approach to unravel the emission process, we investigate entanglement and classical correlations along individual quantum trajectories over time. This numerical analysis shows that despite an accelerated initial build-up of entanglement and a significant amount of spin squeezing in the steady state, the essential features of the superradiant burst are well described by averages over fully factorizable states. We explain this observation in terms of an almost complete factorization of all 2-local observables, which we identify as a generic property of superradiant decay. Based on this insight, we provide a purely classical theory for the burst in squeezed superradiance, which is both intuitive and exact for a large number of emitters. Moreover, we show that our numerical approach is also applicable for the investigation of subradiant states, which dominate the slow residual decay of non-uniform ensembles at very long times.
• Abstract（参考訳）: 本研究では, 当初逆転した2レベルエミッタの集合崩壊をフォトニック貯水池に解析した。 放出過程を解明するために量子状態拡散法を用いて、時間とともに個々の量子軌道に沿った絡み合いと古典的相関を研究する。 この数値解析は、初期絡み合いの加速と、安定状態におけるかなりの量のスピンスクイーズにもかかわらず、超ラジカルバーストの本質的特徴は、完全に分解可能な平均値によってよく説明されていることを示している。 この観察は、超ラジアント崩壊の一般的な性質として認識される2-局所可観測体のほぼ完全な分解という観点から説明される。 この知見に基づいて、我々は、多くのエミッターに対して直感的かつ正確な超放射能のバーストに関する純粋に古典的な理論を提供する。 さらに, 非一様アンサンブルの緩やかな残留崩壊を非常に長い時間で支配するサブラジアント状態の調査にも, 数値解析手法が適用可能であることを示す。

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