論文の概要: Unlocking Quantum Control and Multi-Order Correlations via Terahertz Two-Dimensional Coherent Spectroscopy
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.02116v1
- Date: Wed, 02 Jul 2025 20:00:29 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-07-04 15:37:15.171289
- Title: Unlocking Quantum Control and Multi-Order Correlations via Terahertz Two-Dimensional Coherent Spectroscopy
- Title（参考訳）: テラヘルツ2次元コヒーレント分光法によるアンロック量子制御と多次相関
- Authors: Chuankun Huang, Martin Mootz, Liang Luo, Ilias E. Perakis, Jigang Wang,
- Abstract要約: テラヘルツ2次元コヒーレント分光法(THz-2DCS)は、平衡から遠く離れた量子物質を探索、可視化、制御する能力を変換している。
このレビューは THz-2DCS の初期開発を辿り、近年の進歩を示すものである。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.538183180653833
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Terahertz two-dimensional coherent spectroscopy (THz-2DCS) is transforming our ability to probe, visualize, and control quantum materials far from equilibrium. This emerging technique brings multi-dimensional resolution to the ultrafast dynamics of nonequilibrium phases of matter, enabling new capabilities demanding precise coherent control and measurement of many-body dynamics and multi-order correlations. By mapping complex excitations across time and frequency dimensions, THz-2DCS delivers coherence tomography of driven quantum matter, thus revealing hidden excitation pathways, measuring higher order nonlinear response functions, disentangling various quantum pathways, capturing collective modes on ultrafast timescales and at terahertz frequencies. These experimental features frequently remain obscured in traditional single particle measurements, ultrafast spectroscopy techniques, and equilibrium-based probes. This Review traces the early development of THz-2DCS and showcases significant recent progress in leveraging this technique to probe and manipulate quantum material properties, including nonequilibrium superconductivity, nonlinear magnonics, dynamical topological phases, and the detection of novel excitations and exotic collective modes with potential technological impact. Looking forward, we identify critical opportunities in advancing THz-2DCS instrumentation and experimental strategies that are shaping future applications in THz optoelectronics, quantum information processing, and sensing.
- Abstract（参考訳）: テラヘルツ2次元コヒーレント分光法(THz-2DCS)は、平衡から遠く離れた量子物質を探索、可視化、制御する能力を変換している。
この新興技術は、物質の非平衡相の超高速なダイナミックスに多次元分解能をもたらし、正確なコヒーレント制御と多体のダイナミックスと多階相関の計測を必要とする新たな機能を実現する。
THz-2DCSは、時間と周波数次元の複雑な励起をマッピングすることにより、駆動された量子物質のコヒーレンストモグラフィーを提供し、それによって隠れた励起経路を明らかにし、高次の非線形応答関数を測定し、様々な量子経路をアンタングし、超高速な時間スケールとテラヘルツ周波数での集合モードをキャプチャする。
これらの実験的特徴は、従来の単一粒子測定、超高速分光法、平衡ベースのプローブでしばしば無視される。
このレビューは THz-2DCS の初期の発展を辿り、非平衡超伝導、非線形マグノニクス、動的トポロジカル位相、新しい励起の検出、および潜在的な技術的影響を伴うエキゾチックな集団モードなどの量子材料特性の探索と操作にこの技術を活用するための大きな進歩を示している。
今後, THz-2DCS計測の進歩と, THz光電子工学, 量子情報処理, センシングにおける将来的な応用を形作る実験戦略について検討する。
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