論文の概要: Quantum optical impurity models in interacting waveguide QED

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.09523v1
• Date: Tue, 10 Mar 2026 11:28:28 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-11 15:25:24.25226
• Title: Quantum optical impurity models in interacting waveguide QED
• Title（参考訳）: 相互作用する導波路QEDにおける量子光不純物モデル
• Authors: Adrian Paul Misselwitz, Jacquelin Luneau, Peter Rabl,
• Abstract要約: 我々は、結合キャビティアレイ内の光子が、局所Kerr非線形性を介して同時に相互作用しながら、原子不純物の周りに局在する導波管QEDシステムと相互作用する一般的なモデルを考える。 このシナリオは、ナノフォトニック結晶、回路QED格子、超低温原子系に自然に現れ、魅力的なJaynes-Cummings結合と固有の光子-光子反発の競合によって制御される。 この相互作用が局所的な数光子境界状態の形成にどのように影響するかを解析し、不純物と異なる充填因子の大きな周期配列に対して結果の多体基底状態を決定する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We consider a generic model for interacting waveguide QED systems, where photons in a coupled-cavity array localize around atomic impurities while simultaneously interacting through local Kerr nonlinearities. This scenario appears naturally in nanophotonic crystals, circuit QED lattices, and ultracold atomic systems and is governed by the competition between attractive Jaynes-Cummings-mediated binding and intrinsic photon-photon repulsion. We analyze how this interplay affects the formation of localized few-photon bound states and determine the resulting many-body ground states for large periodic arrays of impurities and different filling factors. With the help of large-scale numerical simulations and approximate analytical models, we identify a rich phase diagram featuring Mott-like insulating states as well as superfluid phases with long-range correlations, which are mediated by an unbound, but strongly interacting photonic fluid.
• Abstract（参考訳）: 我々は、結合キャビティアレイ内の光子が、局所Kerr非線形性を介して同時に相互作用しながら、原子不純物の周りに局在する導波管QEDシステムと相互作用する一般的なモデルを考える。 このシナリオは、ナノフォトニック結晶、回路QED格子、超低温原子系に自然に現れ、魅力的なJaynes-Cummings結合と固有の光子-光子反発の競合によって制御される。 この相互作用が局所的な数光子境界状態の形成にどのように影響するかを解析し、不純物と異なる充填因子の大きな周期配列に対して結果の多体基底状態を決定する。 大規模数値シミュレーションと近似解析モデルの助けを借りて,モット様絶縁状態と,非有界だが強く相互作用するフォトニック流体によって媒介される長距離相関を持つ超流動相を特徴とするリッチ相図を同定した。

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