論文の概要: Nonequilibrium energy transport and fluctuations in two-photon-driven nonlinear quantum optical systems

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.23651v1
• Date: Sun, 20 Sep 2026 13:57:44 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-09-22 20:29:00.886763
• Title: Nonequilibrium energy transport and fluctuations in two-photon-driven nonlinear quantum optical systems
• Title（参考訳）: 2光子駆動非線形量子光学系における非平衡エネルギー輸送とゆらぎ
• Abstract要約: 回転フレームに量子マスター方程式を定式化し、全数統計値と組み合わせる。 そこで本研究では,回転系を用いたドライブアシスト型不整合遷移の統一的な記述について述べる。 これらの結果は光子駆動の解釈を深め、非平衡エネルギー輸送とゆらぎを協調的に制御する量子散逸を期待する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Understanding nonequilibrium transport and fluctuations driven by nonclassical light in nonlinear quantum optical systems is challenging. Here, we formulate a driven quantum master equation in the rotating frame combined with full counting statistics, retaining the drive-induced frequency shifts in the system-reservoir interactions and providing a unified description of drive-assisted incoherent transitions based on the rotated system dressed-basis. Applied to a Kerr resonator and a nonlinear Jaynes-Cummings model, the approach reveals pronounced multiphoton-resonant enhancement of the drive input energy current, with significant high peaks under two-photon driving compared to the single-photon case. The two-photon resonance relations are analytically obtained. Resonance structure in the nonlinear Jaynes-Cummings model nonlinearly relies on qubit-photon couplings, with additional dressed-state branches. A low-energy-state approximation attributes the resonant current enhancement to dressed-state hybridization and efficient activation of incoherent energy exchange processes. Beyond the average current, two-photon-driving induced energy exchange picture near resonance also substantially modifies the second-order current fluctuation and higher-order current cumulant, while increasing the time-normalized signal-to-noise ratio. Adding two-photon loss introduces extra incoherent photon-pair exchange pathways and further reshapes the current and its fluctuations. We hope these results may deepen interpretation of photon driving and quantum dissipation cooperatively governing nonequilibrium energy transport and fluctuations.
• Abstract（参考訳）: 非線形量子光学系における非平衡輸送と非古典光によるゆらぎの理解は困難である。 ここでは、回転フレームにおける駆動量子マスター方程式を、完全なカウント統計と組み合わせて定式化し、システム-貯留層相互作用における駆動誘起周波数シフトを保持し、回転されたシステム-着衣基底に基づく駆動支援不整合遷移を統一的に記述する。 Kerr共振器と非線形Jaynes-Cummingsモデルに適用すると、単光子の場合と比較して2光子駆動下では高いピークを持つ駆動入力エネルギー電流のマルチフォトン共鳴性向上が明らかになる。 2光子共鳴関係は解析的に得られる。 非線形Jaynes-Cummingsモデルにおける共鳴構造は、クビット-光子結合に非線形に依存し、さらに着飾った状態の枝を持つ。 低エネルギー状態近似は、共振電流の増強が、非コヒーレントなエネルギー交換プロセスの着衣状態のハイブリッド化と効率的な活性化に起因している。 平均電流を超える2光子駆動誘導エネルギー交換画像の共鳴は、時間正規化信号-雑音比を増大させながら、2次電流変動と高次電流累積を実質的に変化させる。 2光子損失を加えることで、余分な不整合光子対交換経路が生まれ、電流とその変動をさらに再認識する。 これらの結果は光子駆動の解釈を深め、非平衡エネルギー輸送とゆらぎを協調的に制御する量子散逸を期待する。

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