論文の概要: Doublon bound states in the continuum through giant atoms

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.18212v1
• Date: Sat, 22 Nov 2025 23:02:13 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-11-25 18:34:24.698997
• Title: Doublon bound states in the continuum through giant atoms
• Title（参考訳）: 巨大原子による連続体中のダビロン束縛状態
• Authors: Walter Rieck, Anton Frisk Kockum, Guangze Chen,
• Abstract要約: 連続体(BIC)における境界状態は、拡張状態のスペクトルに埋め込まれた空間的局所化モードである。 我々は、巨大原子、量子エミッタが非局所的に構造導波路と結合し、ロバストなダブルロンBICをホストできることを示した。 この結果から、オープン量子系における多体局在の安定化のための干渉に基づく機構が明らかとなった。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Bound states in the continuum (BICs) are spatially localized modes embedded in the spectrum of extended states, typically stabilized by symmetry or interference. While extensively studied in single-particle and linear systems, the many-body regime of BICs remains largely unexplored. Here, we demonstrate that giant atoms, quantum emitters coupled nonlocally to structured waveguides, can host robust doublon BICs, i.e., two-photon bound states stabilized by destructive interference and interactions. We first analyze a driven two-photon emission process and show how doublon BICs arise and mediate decoherence-free interaction between distant atoms. We then demonstrate that these many-body BICs also emerge under natural, undriven dynamics via a virtual two-photon emission process in three-level giant atoms. Our results reveal an interference-based mechanism for stabilizing many-body localization in open quantum systems, with potential applications in quantum simulation, non-ergodic dynamics, and protected quantum information processing.
• Abstract（参考訳）: 連続体(BIC)における境界状態は、通常は対称性や干渉によって安定化される拡張状態のスペクトルに空間的局所化モードが埋め込まれている。 単粒子系や線形系では広く研究されているが、BICの多体構造はほとんど解明されていない。 ここでは、構造導波路に非局所的に結合した巨大原子、量子エミッタが、破壊的干渉と相互作用によって安定化された2光子境界状態であるロバスト・ダブルロンBICをホストできることを実証する。 まず、駆動された2光子放出過程を分析し、ドバイロンBICがどのように発生し、遠方原子間のデコヒーレンスのない相互作用を媒介するかを示す。 次に、これらの多体BICは、3レベルの巨大原子の仮想2光子放出過程を通じて自然で非駆動的な力学の下でも出現することを示した。 量子シミュレーション,非エルゴード力学,保護された量子情報処理に応用可能な,オープン量子系における多体ローカライゼーションの安定化のための干渉に基づく機構を明らかにした。

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