論文の概要: Photon-mediated interactions and dynamics of coherently driven quantum emitters in complex photonic environments
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.00465v1
- Date: Fri, 01 Aug 2025 09:38:07 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-08-04 18:08:53.817978
- Title: Photon-mediated interactions and dynamics of coherently driven quantum emitters in complex photonic environments
- Title（参考訳）: 複雑なフォトニック環境における光子による相互作用とコヒーレント駆動量子エミッタのダイナミクス
- Authors: Alberto Miguel-Torcal, Alejandro González-Tudela, F. J. García-Vidal, Antonio I. Fernández-Domínguez,
- Abstract要約: ボルン・マルコフのマスター方程式は量子光学現象の記述に広く用いられている。
我々は、このモデリング手法を、マクロ場量子化形式に基づく正確な計算に対してエミッタ対の量子力学に対してベンチマークする。
我々の分析では、レーザー駆動と周波数分割の4つの異なる状態が明らかとなり、有効モデルの精度は著しく異なる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 41.94295877935867
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: In recent years, Born-Markov master equations based on tracing out the electromagnetic degrees of freedom have been extensively employed in the description of quantum optical phenomena originating from photon-mediated interactions in quantum emitter ensembles. The breakdown of these effective models, built on assumptions such as ensemble spectral homogeneity, an unstructured photonic density of states, and weak light-matter coupling, has also recently attracted considerable attention. Here, we investigate the accuracy of this well-established framework beyond the most conventional, and extensively explored, spontaneous emission configuration. Specifically, we consider a system comprising two coherently driven and detuned quantum emitters, embedded within a hybrid photonic-plasmonic cavity, formed by a metallic nanorod integrated into a high-refractive-index dielectric microresonator. The local density of photonic states in this structure exhibits a complex frequency dependence, making it a compelling platform for exploring photon-mediated interactions beyond the assumptions above. We benchmark this modeling approach for the quantum dynamics of the emitter pair against exact calculations based on a macroscopic field quantization formalism, providing an illustrative assessment of its validity in significantly structured and dispersive photonic environments. Our analysis reveals four distinct regimes of laser driving and frequency splitting that lead to markedly different levels of accuracy in the effective model.
- Abstract（参考訳）: 近年では、電磁自由度の追跡に基づくボルン・マルコフのマスター方程式が、量子エミッターのアンサンブルにおける光子を媒介とする相互作用から生じる量子光学現象の記述に広く用いられている。
これらの有効モデルの分解は、アンサンブルスペクトルの均一性、状態の非構造フォトニック密度、弱い光-物質結合といった仮定に基づいて構築されており、近年注目されている。
そこで本研究では,この確立された枠組みの精度を,従来的かつ広範囲に検討された自然発光構成以上の精度で検証する。
具体的には、高屈折率誘電体マイクロ共振器に集積された金属ナノロッドによって形成されるハイブリッドフォトニックプラズモンキャビティ内に、コヒーレント駆動で変形した2つの量子エミッタからなるシステムを考える。
この構造における光子状態の局所密度は複雑な周波数依存性を示し、上記の仮定を超えた光子による相互作用を探索するための魅力的な基盤となる。
我々は、マクロ場量子化形式に基づく正確な計算に対してエミッタ対の量子力学のモデリング手法をベンチマークし、非常に構造化された分散フォトニック環境におけるその妥当性を実証的に評価する。
我々の分析では、レーザー駆動と周波数分割の4つの異なる状態が明らかとなり、有効モデルの精度は著しく異なる。
関連論文リスト
- Microscopic approach to the quantized light-matter interaction in semiconductor nanostructures: Complex coupled dynamics of excitons, biexcitons, and photons [0.0]
半導体と量子光の相互作用を研究するための完全量子化モデルを提案する。
量子光場と1対と2対の電子-ホール対の結合力学について述べる。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-06-27T13:37:15Z) - Environmental Quantum States Trigger Emission in Nonlinear Photonics [7.01253814693134]
我々は、単一光子状態から大きく逸脱した発光体が、環境の量子状態によって引き起こされ、高度に相関した光子対であるドブロンを放出する新しいメカニズムの発見を報告した。
本研究は,非線形エミッタダイナミクスの理解を深め,量子コンピューティングと量子情報処理のための汎用プラットフォームを提供する。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-05-06T15:40:58Z) - Tunable photon-mediated interactions between spin-1 systems [68.8204255655161]
我々は、光子を媒介とする効果的なスピン-1系間の相互作用に、光遷移を持つマルチレベルエミッタを利用する方法を示す。
本結果は,空洞QEDおよび量子ナノフォトニクス装置で利用可能な量子シミュレーションツールボックスを拡張した。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-06-03T14:52:34Z) - Correlated steady states and Raman lasing in continuously pumped and
probed atomic ensembles [68.8204255655161]
我々は、継続的に光学的に励起され、探査されるアルカリ原子のアンサンブルを考える。
大きな光学深度での光子の集団散乱のため、原子の定常状態は非相関なテンソル生成状態に対応しない。
超ラジアントレーザーのモデルに類似したラマンラシングの機構を発見し,特徴付けする。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-05-10T06:54:54Z) - Polariton Creation in Coupled Cavity Arrays with Spectrally Disordered Emitters [0.0]
集積フォトニクスは、強い相関系における凝縮物質現象のアナログ量子シミュレーションのための有望なプラットフォームである。
オープン量子Tavis-Cummings-Hubbardフレームワークにおけるエネルギーバンド形成と波動関数特性について検討した。
実効ハミルトニアンのアプローチと組み合わせた新しいメトリクスは、固体系の空洞量子力学工学のための強力なツールボックスであることが証明された。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-12-28T05:08:27Z) - Entangled photons from composite cascade emitters [0.0]
絡み合った光子は量子技術にとって不可欠である。
任意の絡み合った光子状態を生成する 決定論的に 効率的に 高い忠実度で
論文 参考訳（メタデータ） (2021-10-23T00:30:34Z) - Two-photon resonance fluorescence of two interacting non-identical
quantum emitters [77.34726150561087]
我々は、コヒーレント場によって駆動される相互作用する2つの非負の量子エミッタのシステムについて研究する。
共鳴蛍光スペクトルに2光子ダイナミクスによって印加された特徴は、エミッタ間の距離の変化に特に敏感である。
これは、ポイントライクなソースの超解像イメージングのような応用に利用することができる。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-06-04T16:13:01Z) - Waveguide quantum electrodynamics: collective radiance and photon-photon
correlations [151.77380156599398]
量子電磁力学は、導波路で伝播する光子と局在量子エミッタとの相互作用を扱う。
我々は、誘導光子と順序配列に焦点をあて、超放射および準放射状態、束縛光子状態、および有望な量子情報アプリケーションとの量子相関をもたらす。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-03-11T17:49:52Z) - Hyperentanglement in structured quantum light [50.591267188664666]
光の自由度が1つ以上の高次元量子系の絡み合いは、情報容量を増大させ、新しい量子プロトコルを可能にする。
本稿では、時間周波数およびベクトル渦構造モードで符号化された高次元・耐雑音性ハイパーエンタングル状態の関数的情報源を示す。
我々は2光子干渉と量子状態トモグラフィーによって特徴付けるテレコム波長で高い絡み合った光子対を生成し、ほぼ均一な振動と忠実さを達成する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-06-02T18:00:04Z) - Control of single quantum emitters in bio-inspired aperiodic
nano-photonic devices [0.0]
チップ上での光-物質相互作用の促進は、ナノ・量子光学効果の研究において最重要となる。
窒化ケイ素およびヒ素ガリウムで作製したバイオインスパイアされた非周期デバイスを用いて,光物質相互作用の増強とチップへのパーセル効果の実証を行った。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-01-18T20:40:07Z)
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。