論文の概要: Quantum-Optical Bound States in the Continuum
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.04742v1
- Date: Mon, 06 Jul 2026 07:26:07 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-07-07 22:26:30.070967
- Title: Quantum-Optical Bound States in the Continuum
- Title（参考訳）: 連続体における量子-光境界状態
- Abstract要約: 連続体(BICs)における境界状態は、拡張状態の連続体内にある反直観的局所状態である。
本稿では,BICをホストできる量子自由度がほとんどないパラダイム的量子光学モデルを提案する。
我々の研究は、BIC物理学を量子光学で橋渡しし、量子極限でこのようなエキゾチックな状態を利用するための経路を開く。
- 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: Bound states in the continuum (BICs) are counterintuitive localized states that lie within the continuum of extended states. While extensively realized and utilized in classical wave systems, it is still unclear what a close analog of BICs would be, and how to extract their experimental signature in quantum-optical settings -- where the wave field itself is quantized into bosonic excitations. Here, we present a paradigmatic quantum-optical model consisting of a driven multi-level Jaynes-Cummings (JC) system, featuring few quantum degrees of freedom yet capable of hosting a BIC. Using the concept of a Fock-state lattice (FSL), this model can be mapped to an extended structure comprising two semi-infinite inhomogeneous Su-Schrieffer-Heeger (SSH) chains coupled to a common continuum. An appropriate quantum superposition of two topological zero modes from the separate chains forms a BIC that remains perfectly localized in the Fock-state dimension within the continuum spectrum, due to complete decoupling from the common continuum via destructive quantum interference. We further develop a method to extract the spectroscopic signature of the BIC -- a discrete peak embedded in a continuous background -- by Fourier-transforming the time-dependent dynamics of the system's chiral-symmetry operator. A highly feasible experimental proposal using a single trapped ion is provided. Our work bridges BIC physics with quantum optics, opening a pathway to harnessing such exotic states at the quantum limit.
- Abstract（参考訳）: 連続体(BICs)における境界状態は、拡張状態の連続体内にある反直観的局所状態である。
古典的な波動系で広く実現され、利用されてきたが、BICの類似点が何であるか、量子光学的設定においてどのように実験的なシグネチャを抽出するかはいまだ不明であり、波動場自体をボソニック励起に量子化する。
本稿では、BICをホストできる量子自由度がほとんどない、駆動型マルチレベルJaynes-Cummings(JC)システムからなるパラダイム量子光学モデルを提案する。
このモデルはフォック状態格子(FSL)の概念を用いて、2つの半無限不均一なSu-Schrieffer-Heeger(SSH)鎖を共通連続体に結合した拡張構造にマッピングすることができる。
分離鎖からの2つの位相零モードの適切な量子重ね合わせは、破壊的量子干渉によって共通連続体から完全に分離するため、連続体スペクトル内のフォック状態次元に完全に局在したBICを形成する。
さらに、フーリエ変換により、連続背景に埋め込まれた離散ピークであるBICの分光的シグネチャを抽出する手法を開発した。
単一の捕捉されたイオンを用いた極めて実現可能な実験的提案が提供される。
我々の研究は、BIC物理学を量子光学で橋渡しし、量子極限でこのようなエキゾチックな状態を利用するための経路を開く。
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