論文の概要: Sampling methods to describe superradiance in large ensembles of quantum emitters
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.21254v1
- Date: Thu, 29 Jan 2026 04:23:59 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-01-30 16:22:49.57292
- Title: Sampling methods to describe superradiance in large ensembles of quantum emitters
- Title（参考訳）: 量子エミッタの大きなアンサンブルにおける超輝度を記述するサンプリング法
- Authors: Daniel Eyles, Emmanuel Lassalle, Adam Stokes, Ramón Paniagua-Domínguez, Ahsan Nazir,
- Abstract要約: スーパーラジオアンス(英: Superradiance)は、エミッタ間のコヒーレンスが、高強度および指向性放射放出をもたらす量子現象である。
この研究は、量子エミッタの大きなアンサンブルにおいて、よく知られたが複雑な超放射能現象を研究するための新しい理論ツールを提供する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Superradiance is a quantum phenomenon in which coherence between emitters results in enhanced and directional radiative emission. Many quantum optical phenomena can be characterized by the two-time quantum correlation function $g^{(2)}(t,τ)$, which describes the photon statistics of emitted radiation. However, the critical task of determining $g^{(2)}(t,τ)$ becomes intractable for large emitter ensembles due to the exponential scaling of the Hilbert space dimension with the number of emitters. Here, we analyse and benchmark two approximate numerical sampling methods applicable to emitter arrays embedded within electromagnetic environments, which generally provide upper and lower bounds for $g^{(2)}(t,0)$. We also introduce corrections to these methods (termed offset corrections) that significantly improve the quality of the predictions. The optimal choice of method depends on the total number of emitters, such that taken together, the two approaches provide accurate descriptions across a broad range of important regimes. This work therefore provides new theoretical tools for studying the well-known yet complex phenomenon of superradiance in large ensembles of quantum emitters.
- Abstract（参考訳）: スーパーラジオアンス(英: Superradiance)は、エミッタ間のコヒーレンスが、高強度および指向性放射放出をもたらす量子現象である。
多くの量子光学現象は、放出された放射の光子統計を記述する2時間量子相関関数 $g^{(2)}(t,τ)$ によって特徴づけられる。
しかし、$g^{(2)}(t,τ)$を決定する重要なタスクは、ヒルベルト空間次元の指数的スケーリングとエミッターの数によって大きなエミッターアンサンブルに対して難解となる。
ここでは、電磁環境に埋め込まれたエミッタアレイに適用可能な2つの近似数値サンプリング手法を解析、ベンチマークし、一般に$g^{(2)}(t,0)$の上限と下限を提供する。
また、これらの手法(終末オフセット補正)に補正を導入し、予測の質を大幅に改善する。
方法の最適選択はエミッターの総数に依存するが、これら2つの手法は幅広い重要なレギュレーションにわたって正確な記述を提供する。
この研究は、量子エミッタの大きなアンサンブルにおいて、よく知られたが複雑な超放射能現象を研究するための新しい理論ツールを提供する。
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