論文の概要: High-order correlations and ultrafast Wigner negativities in bright-squeezed-vacuum-driven high-harmonic generation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.20559v1
• Date: Thu, 17 Sep 2026 15:22:34 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-09-20 08:55:54.348706
• Title: High-order correlations and ultrafast Wigner negativities in bright-squeezed-vacuum-driven high-harmonic generation
• Title（参考訳）: 発光真空駆動高調波発生における高次相関と超高速ウィグナー負性
• Abstract要約: 高調波発生(英: high-harmonic generation、HHG)は、強い光が物質を駆動し、駆動周波数の整数倍の放射を放出する強磁場過程である。 HHGを量子光学系に拡張することで、強い非線形光-物質相互作用を探索し制御する新たな機会が得られる。 ここでは、明るい圧縮真空によって駆動される2レベル系の量子-電気力学の力学を解く。
• 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: High-harmonic generation (HHG) is a prototypical strong-field process in which intense light drives matter to emit radiation at integer multiples of the driving frequency. Extending HHG into the quantum-optical regime offers new opportunities to probe and control strongly nonlinear light-matter interactions using nonclassical states of light. Yet describing this regime requires a fully quantum treatment of the correlated electron-photon dynamics, which becomes computationally challenging for broadband, strongly squeezed fields. Here we solve the quantum-electrodynamical dynamics of a two-level system driven by bright squeezed vacuum in a converged multimode Hilbert space. Both the driving field and emitted harmonics are fully quantized, with the light-matter interaction treated nonperturbatively. This enables direct access to the multimode quantum state and its higher-order correlations beyond semiclassical sampling or perturbative descriptions. We show that squeezed-vacuum driving produces harmonic emission with qualitatively distinct second- and third-order photon correlations compared with coherent excitation. Moreover, back-action from the driven emitter strongly reshapes the incident squeezed field, generating pronounced Wigner-function negativities that evolve on attosecond timescales. Our results establish a fully quantum framework for broadband strong-field dynamics with squeezed light and provide a route to predicting and interpreting quantum-HHG experiments and their extension to more complex emitters.
• Abstract（参考訳）: 高調波発生(英: high-harmonic generation、HHG)は、強い光が物質を駆動し、駆動周波数の整数倍の放射を放出する原始的な強磁場過程である。 HHGを量子光学系に拡張することで、非古典的な光の状態を用いて強い非線形光-物質相互作用を探索し制御する新たな機会が得られる。 しかし、この状態を説明するには、相関する電子-光子ダイナミクスを完全に量子的に処理する必要がある。 ここでは、収束多重モードヒルベルト空間において、明るい圧縮真空によって駆動される2レベル系の量子-電気力学のダイナミクスを解く。 駆動場と放射調和はともに完全に量子化され、光-物質相互作用は非摂動的に扱われる。 これにより、半古典的サンプリングや摂動的記述を超えて、マルチモード量子状態とその高次相関への直接アクセスが可能になる。 圧縮真空駆動はコヒーレント励起と比較して定性的に異なる2階と3階の光子相関を持つ高調波を発生させることを示す。 さらに、駆動エミッタからのバックアクションはインシデント圧縮されたフィールドを強く再認識し、オント秒の時間スケールで進化するウィグナー関数の負性を生成する。 本研究は,光を絞ったブロードバンド強磁場力学のための完全量子フレームワークを構築し,量子HHG実験を予測・解釈するための経路と,より複雑なエミッタへの拡張を提供する。

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