論文の概要: Full counting statistics of electron-photon hybrid systems: Joint statistics and fluctuation symmetry
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.05502v1
- Date: Tue, 07 Oct 2025 01:45:12 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-10-08 17:57:08.058806
- Title: Full counting statistics of electron-photon hybrid systems: Joint statistics and fluctuation symmetry
- Title（参考訳）: 電子-光子ハイブリッド系の全数統計:合同統計と揺らぎ対称性
- Authors: Tianyi Xiao, Junjie Liu,
- Abstract要約: 実験可能なハイブリッドシステムにおける結合電子電流とフォトニック電流の総計数統計について検討する。
我々は、フォトニック電流と電子電流の比が2次スケーリング法則から逸脱することを明らかにする。
電子-光子ハイブリッド系における共同揺らぎ挙動の理解を深める。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 9.134002226211534
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/
- Abstract: Electron-photon hybrid systems serve as ideal light-matter interfaces with broad applications in quantum technologies. These systems are typically operated dynamically under nonequilibrium conditions, giving rise to coupled electronic and photonic currents. Understanding the joint fluctuation behavior of these currents is essential for assessing the performance of light-matter interfaces that rely on electron-photon correlations. Here, we investigate the full counting statistics of coupled electronic and photonic currents in an experimentally feasible hybrid system composed of a double quantum dot coupled to an optical cavity. We employ the framework of quantum Lindblad master equation which is augmented with both electronic and photonic counting fields to derive their joint cumulant generating function--a treatment that differs significantly from existing studies, which typically focus on either electron or photon statistics separately. We reveal that the ratio between photonic and electronic currents, as well as their variances, can deviate from an expected quadratic scaling law in the large electron-photon coupling regime. Furthermore, we demonstrate that conventional modelings of photonic dissipation channels in quantum master equations must be modified to ensure that the joint cumulant generating function satisfies the fluctuation symmetry enforced by the fluctuation theorem. Our results advance the understanding of joint fluctuation behaviors in electron-photon hybrid systems and may inform the design of efficient quantum light-matter interfaces.
- Abstract（参考訳）: 電子-光子ハイブリッドシステムは、量子技術に広く応用された理想的な光-物質界面として機能する。
これらの系は通常非平衡条件下で動的に動作し、電子電流とフォトニック電流が結合する。
これらの電流の共振挙動を理解することは、電子-光子相関に依存する光-物質界面の性能を評価するのに不可欠である。
本稿では、光空洞に結合した二重量子ドットからなる実験可能なハイブリッドシステムにおいて、結合された電子電流とフォトニック電流の完全なカウント統計について検討する。
我々は、電子とフォトニックの計数場で拡張された量子リンドブラッドマスター方程式の枠組みを用いて、それらの合同累積生成関数を導出する。
我々は、フォトニック電流と電子電流の比が、大きな電子-光子結合状態における2次スケーリング則から逸脱することを明らかにする。
さらに、量子マスター方程式における従来の光散逸チャネルのモデリングは、共役累積生成関数が揺らぎ定理によって強制される揺らぎ対称性を満たすことを保証するために修正されなければならないことを示す。
電子-光子ハイブリッド系における結合揺らぎ挙動の理解を深め, 効率的な量子光-物質界面の設計について報告する。
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