論文の概要: Dissipation in the Broadband and Ultrastrong Coupling Regimes of Cavity Quantum Electrodynamics: An \emph{Ab Initio} Quantized Quasinormal Mode Approach
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.21408v1
- Date: Tue, 29 Jul 2025 00:31:50 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-08-01 17:19:08.121919
- Title: Dissipation in the Broadband and Ultrastrong Coupling Regimes of Cavity Quantum Electrodynamics: An \emph{Ab Initio} Quantized Quasinormal Mode Approach
- Title（参考訳）: キャビティ量子力学の広帯域および超強結合レジームの散逸:量子準正規モードアプローチ
- Authors: Chris Gustin, Juanjuan Ren, Sebastian Franke, Stephen Hughes,
- Abstract要約: 光子損失に対する現象学的アプローチは、長い間キャビティQEDの働きだったが、十分なブロードバンド光-マター相互作用の存在は不十分であることが証明されている。
本稿では、双極子に結合した量子化光キャビティモードに対する量子マスター方程式の厳密で強調的な初期化について述べる。
我々はブロードバンドのキャビティQED(空洞QED)の消散的状態に対する新しい基準を特定し、極端な結合状態における単一モードモデルに対する基礎的な制限を課す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.785648159920035
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Phenomenological approaches to photon loss have long been the workhorse of cavity-QED, but prove inadequate in the presence of sufficiently broadband light-matter interactions. We present a rigorous and \emph{ab initio} derivation of a quantum master equation for a quantized optical cavity mode coupled to a dipole, using a quasinormal mode (QNM) quantization procedure for plasmonic and dielectric open-system cavity-QED, which is valid in broadband light-matter interaction regimes, including ultrastrong coupling (USC). The theory supports general three-dimensional resonators with arbitrary dispersion and loss, and thus can be applied to a wide range of open cavities. Our \emph{ab initio} and gauge-invariant approach fully recovers the recent result of Phys. Rev. Lett. 134, 123601 (2025) for the spectral density of a quantized cavity with a single dipole, exhibits a dissipative classical-quantum correspondence for bosonic Hopfield model systems, and reveals important departures from previous heuristic assumptions about system-bath coupling. We identify a new criterion for what we term the ``broadband'' dissipative regime of cavity-QED, where phenomenological models require corrections in accordance with the intrinsic and spatially-dependent complex phase of the QNM, and also shed light on \emph{fundamental limits} to single-mode models in extreme coupling regimes. Using plasmonic and dielectric cavity examples, we show validity ranges of our QNM master equation and spectral USC calculations, and discuss prospects for near-term experimental observation of broadband dissipative effects.
- Abstract（参考訳）: 光子損失に対する現象学的アプローチは、長い間キャビティQEDの働きだったが、十分なブロードバンド光-マター相互作用の存在は不十分であることが証明されている。
超強結合(USC)を含む広帯域光物質相互作用系において有効であるプラズマおよび誘電体開系キャビティ-QEDの準正規モード(QNM)量子化法を用いて、双極子に結合した量子化光学キャビティモードの量子マスター方程式の厳密かつ‘emph{ab initio’を導出する。
この理論は任意の分散と損失を持つ一般的な3次元共振器をサポートしており、幅広い開空洞に適用することができる。
我々の \emph{ab initio} とゲージ不変なアプローチは、Phys の最近の結果を完全に回復する。
レヴ・レヴ・レヴ・レヴ・レヴ・レヴ・レヴ・レヴ・レヴ・レヴ・レヴ・レヴ・レヴ・レヴ・レヴ・レヴ・レヴ・レヴ・レヴ・レヴ・レヴ・レヴ・レヴ・レヴ・レヴ・レヴ・レヴ・レヴ・
134, 123601 (2025) は、単一双極子を持つ量子化キャビティのスペクトル密度に対して、ボソニックホップフィールドモデル系の散逸的古典量子対応を示し、システムバス結合に関する過去のヒューリスティックな仮定から重要な逸脱を明らかにしている。
ここでは現象論的モデルがQNMの内在的および空間的依存的な複素相に従って補正を必要とするような空洞QEDの「ブロードバンド」散逸的状態の新たな基準を定め、また超結合状態の単一モードモデルに 'emph{fundamental limit' の光を放つ。
プラズモニックおよび誘電体キャビティの例を用いて、我々のQNMマスター方程式とスペクトルUSC計算の有効範囲を示し、ブロードバンド散逸効果の短期的観察の可能性について議論する。
関連論文リスト
- Tripartite Entanglement in Multimode Cavity Quantum Electrodynamics [37.69303106863453]
マルチモードキャビティ量子電磁力学における量子ビット間の三部構造絡みの発生と力学を数値的に検討する。
この結果は、絡み合いベースの量子ネットワークプロトコルと量子メモリの開発を約束している。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-07-16T03:53:14Z) - Avoided-crossings, degeneracies and Berry phases in the spectrum of quantum noise through analytic Bloch-Messiah decomposition [49.1574468325115]
解析的ブロッホ・メシア分解 (analytic Bloch-Messiah decomposition) は量子光学系の力学を特徴づけるためのアプローチを提供する。
単一パラメータが変化した場合,回避された交差は自然に発生し,特異ベクトルの過敏性をもたらすことを示す。
我々は,避けられた交差を意図的に設計することで,フォトニックシステムのスペクトル応答をプログラムできる可能性を強調した。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-04-29T13:14:15Z) - Quantization of optical quasinormal modes for spatially separated cavity systems with finite retardation [2.398404904803803]
均質な背景媒体に埋め込まれた光学キャビティの準正規モード(QNM)を用いてマルチキャビティ量子化手法を開発した。
我々は、QNMキャビティの別個の量子化が正当化されているか、あるいはシステムの合同量子化が必要なのかを決定するための尺度を定義する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-04-11T13:38:32Z) - Quench dynamics in higher-dimensional Holstein models: Insights from Truncated Wigner Approaches [41.94295877935867]
電子ホッピングの急激なスイッチオン後のホルシュタインモデルにおける電荷密度波の融解について検討した。
ホルシュタイン連鎖で得られた正確なデータと比較すると、フォノンと電子の半古典的な扱いは音速力学を正確に記述するために必要であることを示している。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-12-19T16:14:01Z) - Multimode Ultrastrong Coupling in Three-Dimensional Photonic-Crystal Cavities [36.212701687134064]
1次元フォトニック結晶空洞は横面に均一な空間分布を持つ。
製作の課題は、3D-PCCにおける強結合の達成を妨げている。
テラヘルツ周波数3D-PCCにおける多モード超強結合の実現について報告する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-08-23T21:14:01Z) - Calculating non-linear response functions for multi-dimensional
electronic spectroscopy using dyadic non-Markovian quantum state diffusion [68.8204255655161]
本稿では,分子集合体の多次元電子スペクトルと電子励起を結合した構造環境下でのシミュレーション手法を提案する。
このアプローチの重要な側面は、NMQSD方程式を2重系ヒルベルト空間で伝播するが、同じ雑音を持つことである。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-07-06T15:30:38Z) - Decimation technique for open quantum systems: a case study with
driven-dissipative bosonic chains [62.997667081978825]
量子系の外部自由度への不可避結合は、散逸(非単体)ダイナミクスをもたらす。
本稿では,グリーン関数の(散逸的な)格子計算に基づいて,これらのシステムに対処する手法を提案する。
本手法のパワーを,複雑性を増大させる駆動散逸型ボゾン鎖のいくつかの例で説明する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-02-15T19:00:09Z) - Quantized quasinormal mode theory of coupled lossy and amplifying
resonators [2.750124853532831]
材料損失と増幅を伴う任意の3次元線形媒体の存在下では、準正規モード(QNM)の電磁場量子化方式を提案する。
例えば、(i)利得と損失の両方に別々の作用素基底が存在する場合、(ii)自由度と利得の損失を単一の基底に結合する場合などである。
これらのQNM演算子基底は、2レベルシステム(TLS)としてモデル化された量子エミッタとの相互作用を含む関連するQNMマスター方程式の導出に使用される。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-09-30T09:54:26Z) - Exact solutions of interacting dissipative systems via weak symmetries [77.34726150561087]
我々は任意の強い相互作用や非線形性を持つクラスマルコフ散逸系(英語版)のリウヴィリアンを解析的に対角化する。
これにより、フルダイナミックスと散逸スペクトルの正確な記述が可能になる。
我々の手法は他の様々なシステムに適用でき、複雑な駆動散逸量子系の研究のための強力な新しいツールを提供することができる。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-09-27T17:45:42Z) - Quantum Floquet engineering with an exactly solvable tight-binding chain
in a cavity [0.0]
単一空洞モードに結合した密結合鎖によって与えられる、正確に解けるモデルを提供する。
我々は,光物質結合の摂動膨張が注意を要し,容易に偽の超放射能相につながることを示した。
さらに,電子単一粒子スペクトル関数と光伝導率の解析式を導出する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-07-26T14:33:20Z) - Gauge-Independent Emission Spectra and Quantum Correlations in the
Ultrastrong Coupling Regime of Open System Cavity-QED [0.0]
我々は、ゲージ不変放射スペクトル、光子フラックス率、量子相関関数を計算するためのマスター方程式を導入する。
明示的な例は双極子ゲージとクーロンゲージの両方を用いて示される。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-02-24T03:56:26Z) - Waveguide quantum optomechanics: parity-time phase transitions in
ultrastrong coupling regime [125.99533416395765]
2つの量子ビットの最も単純なセットアップは、光導波路に調和して閉じ込められ、量子光学相互作用の超強結合状態を可能にする。
系の固有の開性と強い光学的結合の組み合わせは、パリティ時(PT)対称性の出現につながる。
$mathcalPT$相転移は、最先端の導波路QEDセットアップで観測可能な長生きのサブラジアント状態を駆動する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-07-04T11:02:20Z) - Quantized quasinormal mode description of non-linear cavity QED effects
from coupled resonators with a Fano-like resonance [2.2399170518036917]
量子エミッタに結合したハイブリッド金属誘電体共振器からなる非摂動開放空洞QEDシステムについて検討した。
このハイブリッドキャビティシステムは、低い$Q$(品質因子)共鳴と高い$Q$共鳴の間の複雑なカップリングを探索することができる。
我々は、量子化されたQNMモデルが、通常のJCモデルによって予測されるものを超えて、多光子量子相関においてどのように現れるかを明確に示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-06-08T12:26:14Z)
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。