論文の概要: Cavity elimination in cavity-QED: a self-consistent input-output approach
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.15508v1
- Date: Mon, 16 Mar 2026 16:37:17 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-03-17 18:28:58.601459
- Title: Cavity elimination in cavity-QED: a self-consistent input-output approach
- Title（参考訳）: キャビティQEDにおけるキャビティ除去-自己整合入出力アプローチ
- Authors: Eliott Rambeau, Loïc Lanco,
- Abstract要約: 我々は空洞の量子電磁力学の自由度を除去するための自己整合的なアプローチを導入する。
我々は2時間相関とスペクトル密度を計算し、全空洞量子電磁力学シミュレーションと良好な一致を示した。
- 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: Simplifying composite open quantum systems through model reduction is central to enable their analytical and numerical understanding. In this work, we introduce a self-consistent approach to eliminate the cavity degrees of freedom of cavity quantum electrodynamics (CQED) devices in the non-adiabatic regime, where the cavity memory time is comparable with the timescales of the atom dynamics. To do so, we consider a CQED system consisting of a two-level atom coupled to a single-mode cavity, both subsystems interacting with the environment through an arbitrary number of ports, within the input-output formalism. A self-consistency equation is derived for the reduced atom dynamics. This allows retrieving an exact expression for the effective Purcell-enhanced emission rate and, under reasonable approximations, a set of self-consistent dynamical equations and input-output relations for the effective two level atom. The resulting reduced model captures non-Markovian features, characterized through an effective Lindblad equation exhibiting two decoherence rates, a positive and a negative one. In the continuous-wave excitation regime, we benchmark our approach by computing effective steady states and output flux expressions beyond the low-power excitation regime, for which a semi-classical treatment is usually applied. We also compute two-time correlations and spectral densities, showing an excellent agreement with full cavity quantum electrodynamics simulations, except in the strong-coupling, high-excitation regime. Our results provide a practical framework for reducing the size of CQED models, which could be generalized to more complex atom and cavity configurations.
- Abstract（参考訳）: モデル還元による複合開量子系を単純化することは、解析的および数値的理解を可能にするために中心的である。
本研究では,非断熱系における空洞量子力学デバイス(CQED)の空洞自由度を,原子動力学の時間スケールに匹敵する自己整合的手法を提案する。
そのため、入出力形式論において、CQEDシステムは単一モードのキャビティに結合された2レベル原子で構成され、どちらのサブシステムも任意の数のポートを介して環境と相互作用する。
還元原子動力学のために自己整合方程式が導出される。
これにより、有効パーセル増強放出率の正確な式を取得でき、合理的な近似の下では、実効2レベル原子に対する自己整合力学方程式と入出力関係の集合を得ることができる。
その結果得られた還元モデルは、正と負の2つの非コヒーレンス率を示す効果的なリンドブラッド方程式によって特徴づけられる非マルコフ的特徴を捉えている。
連続波励振方式では, 半古典的処理が通常適用される低消費電力励振方式を超えて, 有効定常状態と出力フラックス式を計算し, 提案手法をベンチマークする。
また, 2時間相関とスペクトル密度を計算し, 高励起状態を除いて全空洞量子力学シミュレーションと良好な一致を示した。
以上の結果から,より複雑な原子・空洞構成に一般化できるCQEDモデルのサイズを削減するための実用的な枠組みが得られた。
関連論文リスト
- Cavity magnomechanical framework for a high-efficiency quantum battery [0.23204268908909578]
2つの同一の2レベル原子がキャビティ-磁気力学系によって充電される量子電池アーキテクチャについて検討する。
我々は、重要なパフォーマンス指標を強化するために、強い共鳴光-物質相互作用が不可欠であることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-11-23T13:23:54Z) - Renormalization and Low-Energy Effective Models in Cavity and Circuit QED [0.0]
量子ラビモデル(英: quantum Rabi model、QRM)は、キャビティと回路量子力学における光-物質相互作用の研究の基盤である。
我々は、より高い原子エネルギーレベルの効果的な影響を取り入れた再正規化QRMを導入する。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-03-03T15:27:12Z) - Modeling Non-Covalent Interatomic Interactions on a Photonic Quantum
Computer [50.24983453990065]
我々は、cQDOモデルがフォトニック量子コンピュータ上でのシミュレーションに自然に役立っていることを示す。
我々は、XanaduのStrawberry Fieldsフォトニクスライブラリを利用して、二原子系の結合エネルギー曲線を計算する。
興味深いことに、2つの結合したボソニックQDOは安定な結合を示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-06-14T14:44:12Z) - Effective Hamiltonian approach to the exact dynamics of open system by complex discretization approximation for environment [0.0]
複素ガウス二次関数に基づく複素周波数空間への離散化近似法の一般化を提案する。
有効ハミルトニアンは非エルミート的であり、負の虚部を持つ複素エネルギーモードを証明できる。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-03-12T05:34:29Z) - A Hybrid Quantum-Classical Method for Electron-Phonon Systems [40.80274768055247]
このタイプの相関システムに適したハイブリッド量子古典アルゴリズムを開発した。
このハイブリッド法は、必要な量子ビットと量子ゲートの数を増やすことなく、任意に強い電子-フォノンカップリングに取り組む。
本手法は,半充填時のパラダイム的ハバード・ホルシュタインモデルに適用し,電荷密度波と反強磁性相の競合を正しく捉えていることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-02-20T08:08:51Z) - Unconditional Wigner-negative mechanical entanglement with
linear-and-quadratic optomechanical interactions [62.997667081978825]
機械共振器で無条件にウィグナー負の絡み合った状態を生成するための2つのスキームを提案する。
両スキームが2モード圧縮真空の絡み合いと3次非線形性を組み合わせたウィグナー負の絡み合い状態の安定化を解析的に示す。
次に, 熱デコヒーレンスの存在下で安定化された近似CPE状態によって得られたウィグナー負の絡み合いの強靭性をテストするため, 広範囲な数値シミュレーションを行った。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-02-07T19:00:08Z) - On optimization of coherent and incoherent controls for two-level
quantum systems [77.34726150561087]
本稿では、閉かつオープンな2レベル量子系の制御問題について考察する。
閉系の力学は、コヒーレント制御を持つシュリンガー方程式によって支配される。
開系の力学はゴリーニ=コサコフスキー=スダルシャン=リンドブラッドのマスター方程式によって支配される。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-05-05T09:08:03Z) - Lindblad master equations for quantum systems coupled to dissipative
bosonic modes [0.0]
力学がボソニックモードに結合する部分系に対してリンドブラッドマスター方程式を導出する。
この形式を散逸ディックモデルに適用し、原子スピンに対するリンドブラッドマスター方程式を導出する。
このマスター方程式はディック相転移を正確に予測し、正しい定常状態を与える。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-03-07T11:21:48Z) - Generalized Discrete Truncated Wigner Approximation for Nonadiabtic
Quantum-Classical Dynamics [0.0]
線形化半古典法, 一般化離散トランケートウィグナー近似(GDTWA)を導入する。
GDTWAは離散位相空間における電子自由度をサンプリングし、電子状態の集団の非物理的成長を禁ずる。
本手法は, 化学および関連分野における非断熱力学問題の解決に極めて適している可能性が示唆された。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-04-14T21:53:35Z) - Assessment of weak-coupling approximations on a driven two-level system
under dissipation [58.720142291102135]
我々は, 減散を伴うリウヴィル・ヴォン方程式(Liouville-von equation)と呼ばれる数値的正確かつ非摂動的手法を用いて, 駆動量子ビットについて検討した。
我々は、駆動された量子ビットの定常状態を予測する上で、リンドブラッド方程式の妥当性の規則をマップするために実験で用いられる計量を提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-11-11T22:45:57Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。