論文の概要: Liouvillian gap closing--bound states in the continuum connection and diverse dynamics in a giant-atom waveguide QED setup

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.00468v1
• Date: Sat, 31 Jan 2026 02:43:44 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-02-03 19:28:33.203996
• Title: Liouvillian gap closing--bound states in the continuum connection and diverse dynamics in a giant-atom waveguide QED setup
• Title（参考訳）: 巨大原子導波路QEDセットアップにおける連続接続におけるLiouvillianギャップ閉じ-バウンド状態と多様なダイナミクス
• Authors: Hongwei Yu, Mingzhu Weng, Zhihai Wang, Jin Wang,
• Abstract要約: オープン量子系において、還元力学は一般にマスター方程式によって記述され、リウヴィリアンギャップ閉包(LGC)は一般に非コヒーレンスな部分空間の出現を示唆する。 対照的に、完全な系環境化合物の力学は、連続体(BIC)のバウンド状態が長寿命の量子資源を保護できるハミルトンスペクトルによって支配される。 ここでは、このギャップをパラダイム的巨大原子導波路プラットフォームにブリッジし、LGCの発生が必ずしもハミルトンの完全な記述におけるBICの存在をベンチマークしていることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 11.904614234052085
• License: http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/
• Abstract: In open quantum systems, reduced dynamics is commonly described by a master equation, whose Liouvillian gap closing (LGC) typically signals the emergence of decoherence-free subspace. By contrast, the dynamics of the full system-environment compound is governed by the underlying Hamiltonian spectrum, where bound states in the continuum (BICs) can protect long-lived quantum resources. Despite these parallel perspectives, the relation between LGC and BIC formation has remained largely unexplored. Here we bridge this gap in a paradigmatic giant-atom waveguide platform and show that the occurrence of LGC necessarily benchmarks the presence of a BIC in the full Hamiltonian description. By engineering the giant-atom geometry, we further demonstrate rich dynamical regimes-including Rabi oscillations, fractional decay, and complete exponential relaxation-depending on the number of supported BICs, which can be tuned from three to zero. Remarkably, when two BICs become frequency-degenerate, the long-time dynamics approaches a steady state rather than exhibiting persistent oscillations. Our results establish a direct spectral-dynamical connection between effective Markovian and underlying non-Markovian descriptions, and provide a route toward flexible control of open-system dynamics.
• Abstract（参考訳）: オープン量子系において、還元力学は一般にマスター方程式によって記述され、リウヴィリアンギャップ閉包(LGC)は一般に非コヒーレンスな部分空間の出現を示唆する。 対照的に、完全な系環境化合物の力学は、連続体(BIC)のバウンド状態が長寿命の量子資源を保護できるハミルトンスペクトルによって支配される。 これらの平行な視点にもかかわらず、LGCとBICの形成の関係はほとんど未解明のままである。 ここでは、このギャップをパラダイム的巨大原子導波路プラットフォームにブリッジし、LGCの発生が必ずしもハミルトンの完全な記述におけるBICの存在をベンチマークしていることを示す。 ジャイアント原子幾何学の工学により、ラビ振動、分数分解、および3から0に調整可能なBICの数に依存する完全な指数的緩和を含むリッチな力学状態がさらに示される。 注目すべきは、2つのBICが周波数縮退すると、長時間のダイナミクスは持続的な振動を示すのではなく定常状態に近づくことである。 本研究は, 有効マルコフ的記述と基礎となる非マルコフ的記述との間に直接スペクトル・力学的関係を確立し, 開系力学の柔軟な制御への経路を提供する。

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