論文の概要: Quantum Optical Soliton Dynamics Beyond Linearization: An Open-System Approach
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.17025v2
- Date: Fri, 22 May 2026 11:51:03 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-05-25 17:29:19.979639
- Title: Quantum Optical Soliton Dynamics Beyond Linearization: An Open-System Approach
- Title（参考訳）: 線形化を超えた量子光学ソリトンダイナミクス--オープンシステムアプローチ
- Authors: Chris Gustin, Ryotatsu Yanagimoto, Edwin Ng, Hideo Mabuchi,
- Abstract要約: 我々は、光学的$(3)$ソリトンの量子力学をモデル化するための2つのアプローチを紹介する。
数値シミュレーションを用いて量子誘起ソリトン相シフトを効果的に捉える。
また、超短パルスによる高次分散の存在下で発生する放射線についても検討し、古典理論と整合した光子損失を予測するMEを導出した。
- 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: We introduce two approaches to modeling the quantum dynamics of optical $χ^{(3)}$ solitons. Taking an open-system viewpoint, we project the underlying quantum field into system (soliton) and residual reservoir components. The reservoir is treated as either (i) a discrete ``Lanczos supermode'' (LSM) expansion which localizes dynamics to a few-supermode basis, or (ii) a non-local environment which can be traced out by deriving a Markovian master equation (ME). Using these methods, we analyze and identify the quantum structure of both the soliton's stability and its hierarchy of perturbations. Through numerical simulations, we confirm both methods effectively capture quantum-induced soliton phase shifts in a concise few-mode (single-mode for ME) basis, and the LSM approach also captures photon loss which arises from non-Markovian dispersive couplings. As neither method is limited to the linearized regime, our approaches provide powerful computational tools to analyze complex non-Gaussian quantum dynamics of solitons where other commonly-used methods fail, providing insight into such non-perturbative regimes. We also investigate radiation that occurs in the presence of higher-order dispersion with ultrashort pulses, deriving a ME that predicts photon loss consistent with classical theory, but find that both classical and ME theory dramatically underestimate the actual amount of dissipation, which we explain in terms of dispersive coupling-induced soliton broadening.
- Abstract（参考訳）: ここでは、光学的99 ^{(3)}$ソリトンの量子力学をモデル化するための2つのアプローチを紹介する。
オープンシステムの観点から、基礎となる量子場をシステム(ソリトン)および残留貯留層に投影する。
貯水池はいずれかとして扱われる
i) 動力学を数スーパーモード基底に局在させる離散的な ` `Lanczos supermode' (LSM) 展開
(ii)マルコフマスター方程式(ME)を導出した非局所環境。
これらの手法を用いて、ソリトンの安定性と摂動の階層の量子構造を分析し、同定する。
数値シミュレーションにより, 量子誘起ソリトン相変化を簡潔な数モード(MEの単一モード)で効果的に捉えることができ, LSM法は非マルコフ分散結合から生じる光子損失も捉えることができる。
どちらの手法も線形化された状態に制限されないため、我々の手法はソリトンの複雑な非ガウス量子力学を解析するための強力な計算ツールを提供する。
我々はまた、超短パルスによる高次分散の存在下で発生する放射を、古典理論と一致する光子損失を予測するMEを導出するが、古典理論とME理論の両方が、分散結合誘起ソリトン膨張の観点から説明できる実際の散逸量を劇的に過小評価している。
関連論文リスト
- Comparison of the standard and dressed-picture master equations for the quantum Rabi model in the ultrastrong coupling regime [78.55450146498553]
この章は、超強結合状態における量子ラビモデルに対する緩和と脱落の影響について考察する。
これは、結果の非単体力学を実装し、数値的に解くための明示的な公式を提供する。
論文 参考訳（メタデータ） (2026-04-10T01:22:07Z) - Universal classical and quantum fluctuations in the large deviations of current of noisy quantum systems: The case of QSSEP and QSSIP [2.035631599424874]
ノイズ量子拡散系における積分電流の変動統計について検討する。
積分電流の累積生成関数は大規模に、大きな偏差原理に従うことを示す。
我々は、現在の統計に先行する有限サイズ補正を同定する。
論文 参考訳（メタデータ） (2026-01-23T16:45:31Z) - Dissipation in the Broadband and Ultrastrong Coupling Regimes of Cavity Quantum Electrodynamics: An Ab Initio Quantized Quasinormal Mode Approach [1.785648159920035]
光子損失に対する現象学的アプローチは、長い間キャビティQEDの働きであった。
本稿では,双極子に結合した量子化光キャビティモードに対する量子マスター方程式の厳密で初期的な導出について述べる。
我々は、空洞QEDの「広帯域」散逸状態の新たな基準を同定する。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-07-29T00:31:50Z) - Avoided-crossings, degeneracies and Berry phases in the spectrum of quantum noise through analytic Bloch-Messiah decomposition [49.1574468325115]
解析的ブロッホ・メシア分解 (analytic Bloch-Messiah decomposition) は量子光学系の力学を特徴づけるためのアプローチを提供する。
単一パラメータが変化した場合,回避された交差は自然に発生し,特異ベクトルの過敏性をもたらすことを示す。
我々は,避けられた交差を意図的に設計することで,フォトニックシステムのスペクトル応答をプログラムできる可能性を強調した。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-04-29T13:14:15Z) - Quantum noise dynamics in nonlinear pulse propagation [0.0]
超高速システムにおける量子ノイズダイナミクスとマルチモードエンタングルメントを数値的に研究する。
本モデルは平均場と量子相関の両方において非線形ダイナミクスを示すことを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-07-11T17:50:33Z) - A Lindblad master equation capable of describing hybrid quantum systems
in the ultra-strong coupling regime [0.0]
任意の電磁(EM)環境における相互作用の任意の状態におけるハイブリッド量子系の力学を記述できるアプローチを示す。
我々は、任意の系の数モード量子化のために開発された従来の手法を、超強光物質結合の場合に拡張する。
簡単なモデルシステムでは現状のマスター方程式よりも優れており、既存のアプローチを適用できない現実的なナノプラズモニック・セットアップについて研究する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-05-22T15:59:53Z) - Calculating non-linear response functions for multi-dimensional
electronic spectroscopy using dyadic non-Markovian quantum state diffusion [68.8204255655161]
本稿では,分子集合体の多次元電子スペクトルと電子励起を結合した構造環境下でのシミュレーション手法を提案する。
このアプローチの重要な側面は、NMQSD方程式を2重系ヒルベルト空間で伝播するが、同じ雑音を持つことである。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-07-06T15:30:38Z) - Decimation technique for open quantum systems: a case study with
driven-dissipative bosonic chains [62.997667081978825]
量子系の外部自由度への不可避結合は、散逸(非単体)ダイナミクスをもたらす。
本稿では,グリーン関数の(散逸的な)格子計算に基づいて,これらのシステムに対処する手法を提案する。
本手法のパワーを,複雑性を増大させる駆動散逸型ボゾン鎖のいくつかの例で説明する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-02-15T19:00:09Z) - Quantized quasinormal mode theory of coupled lossy and amplifying
resonators [2.750124853532831]
材料損失と増幅を伴う任意の3次元線形媒体の存在下では、準正規モード(QNM)の電磁場量子化方式を提案する。
例えば、(i)利得と損失の両方に別々の作用素基底が存在する場合、(ii)自由度と利得の損失を単一の基底に結合する場合などである。
これらのQNM演算子基底は、2レベルシステム(TLS)としてモデル化された量子エミッタとの相互作用を含む関連するQNMマスター方程式の導出に使用される。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-09-30T09:54:26Z) - Exact solutions of interacting dissipative systems via weak symmetries [77.34726150561087]
我々は任意の強い相互作用や非線形性を持つクラスマルコフ散逸系(英語版)のリウヴィリアンを解析的に対角化する。
これにより、フルダイナミックスと散逸スペクトルの正確な記述が可能になる。
我々の手法は他の様々なシステムに適用でき、複雑な駆動散逸量子系の研究のための強力な新しいツールを提供することができる。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-09-27T17:45:42Z) - 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。