論文の概要: Theory of multi-qubit superradiance in a waveguide in the presence of finite delay times

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.16605v1
• Date: Thu, 19 Jun 2025 21:09:15 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-06-23 19:00:05.258468
• Title: Theory of multi-qubit superradiance in a waveguide in the presence of finite delay times
• Title（参考訳）: 有限遅延時間の存在下での導波路における多重量子超輝度の理論
• Authors: Sofia Arranz Regidor, Franco Nori, Stephen Hughes,
• Abstract要約: 導波管型量子電磁力学系における複数の2レベル原子(量子ビット)の量子力学について検討する。 本稿では、時間遅延フィードバック効果の有意な影響と、瞬時結合力学を仮定する際の明確な分解を明らかにする。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.5852077003870417
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We study the quantum dynamics of multiple two-level atoms (qubits) in a waveguide quantum electrodynamics system, with a focus on modified superradiance effects between two or four atoms with finite delay times. Using a numerically exact matrix product approach, we explore both Markovian and non-Markovian regimes, and highlight the significant influence of time-delayed feedback effects and the clear breakdown of assuming instantaneous coupling dynamics. We first show a system composed of two spatially separated qubits, prepared in a doubly excited state (both fully excited), and provide a comprehensive study of how delayed feedback influences the collective system decay rates, as well as the quantum correlations between waveguide photons, atoms, and between atom and photons. The system is then extended to include two additional qubits located next to the initial ones (four qubits in total), and we demonstrate, by manipulating the initial excitations and the time-delay effects, how long-term quantum correlations and light-matter entangled states can be established.
• Abstract（参考訳）: 導波管型量子電磁力学系における複数の2レベル原子(量子ビット)の量子力学を、有限遅延時間を持つ2つまたは4つの原子間の修正された超放射効果に着目して研究する。 数値的に正確な行列積アプローチを用いてマルコフ系と非マルコフ系の両方を探索し、時間遅延フィードバック効果の有意な影響と、瞬時結合力学を仮定する明確な分解を明らかにする。 まず、2つの空間的に分離された量子ビットからなる系を2つの励起状態(どちらも完全に励起された状態)で調製し、遅延フィードバックが集団系の崩壊率にどのように影響するか、および導波路光子、原子、原子と光子の間の量子相関を包括的に研究する。 次に、初期量子ビットに隣接する2つの追加量子ビット(合計4つの量子ビット)を含むように拡張し、初期励起と時間遅延効果を演算することにより、長期量子相関と光物質絡み状態の確立を実証する。

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