論文の概要: Geometry-calibrated equilibrium sensing for inverse design of nonlocal topological photonic lattices

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.22944v1
• Date: Mon, 24 Aug 2026 08:14:40 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-08-25 13:29:43.962123
• Title: Geometry-calibrated equilibrium sensing for inverse design of nonlocal topological photonic lattices
• Title（参考訳）: 非局所トポロジカルフォトニック格子の逆設計のための幾何校正平衡センシング
• Abstract要約: トポロジカルフォトニック格子は概して短距離ハミルトニアンを用いて設計されるが、現実的なナノフォトニック構造は幾何学と波長に依存した電磁相互作用によって制御される。 ここでは、有限非局所プラズモンなSu-Schrieffer-Heeger格子における推論および逆設計のための幾何校正量子平衡プロパゲーションフレームワークを紹介する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
• Abstract: Topological photonic lattices are commonly designed using short-range Hamiltonians, yet realistic nanophotonic structures are governed by geometry- and wavelength-dependent long-range electromagnetic interactions. Here we introduce a geometry-calibrated quantum equilibrium-propagation framework for inference and inverse design in finite nonlocal plasmonic Su-Schrieffer-Heeger lattices. A two-qubit equilibrium sensor is trained in effective-coupling space to distinguish boundary-localized from trivial finite-lattice responses. Because labels inherited from the nearest-neighbor SSH model become unreliable in the presence of nonlocal hopping, each sample is independently relabeled using nonlocal winding numbers and a finite-gap criterion. On this physics-verified evaluation set, the sensor achieves 99.8% sensitivity and 98.1% specificity. A physics-gated robustness score then ranks verified configurations by boundary response, response contrast, gap stability and compatibility with the selected nonlocality regime. Full-wave extinction spectra of isolated and paired gold nanoparticles establish a geometry-to-coupling calibration linking particle size and separation to wavelength-resolved pair couplings. Projecting this calibration onto the verified coupling landscape identifies a finite plasmonic geometry supporting spectrally distinct corner- and edge-dominated responses at 546 and 642 nm, with sector-to-bulk intensity contrasts of $2.4 \times 10^{4}$ and $1.5 \times 10^{3}$, respectively. The framework links realistic electromagnetic geometry to nonlocal topological design, moving beyond nearest-neighbor design rules with physics-verified, geometry-resolved inference.
• Abstract（参考訳）: トポロジカルフォトニック格子は通常、短距離ハミルトニアンを用いて設計されるが、現実的なナノフォトニック構造は幾何学的および波長に依存した長距離電磁相互作用によって制御される。 ここでは、有限非局所プラズモンなSu-Schrieffer-Heeger格子における推論および逆設計のための幾何校正量子平衡プロパゲーションフレームワークを紹介する。 2量子平衡センサは、境界局在化と自明な有限格子応答を区別するために、有効結合空間で訓練される。 近傍のSSHモデルから受け継いだラベルは、非局所ホッピングの存在下では信頼できないため、各サンプルは非局所巻線数と有限ギャップ基準を用いて独立に許容される。 この物理で検証された評価セットでは、センサーは99.8%の感度と98.1%の特異性を達成する。 物理式によるロバストネススコアは, 境界応答, 応答コントラスト, ギャップ安定性, 選択された非局所性体制との整合性によって評価された構成をランク付けする。 孤立およびペア金ナノ粒子のフルウェーブ消光スペクトルは、粒子サイズと波長分解ペアカップリングとの分離を結合する幾何結合キャリブレーションを確立する。 このキャリブレーションを検証された結合ランドスケープに投影すると、546 nmと642 nmで、それぞれ2.4 \times 10^{4}$と1.5 \times 10^{3}$のセクターとバルクの強度コントラストを持つスペクトル的に異なるコーナーとエッジに支配される応答をサポートする有限プラズモニック幾何が特定される。 このフレームワークは、現実的な電磁幾何学と非局所的トポロジカルデザインを結びつけ、近くにある設計規則を物理で検証され、幾何学的に解決された推論に置き換える。

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