論文の概要: Normal-ordered perturbative expansion for matter systems interacting with continuous-mode quantum photon fields
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.38576v1
- Date: Tue, 29 Sep 2026 21:32:32 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-10-01 18:57:26.771213
- Title: Normal-ordered perturbative expansion for matter systems interacting with continuous-mode quantum photon fields
- Title（参考訳）: 連続モード量子光子場と相互作用する物質系の常秩序摂動膨張
- Abstract要約: 一般的な連続モード光子場状態と相互作用する物質系の縮小力学を計算するための正規順序摂動展開法を開発した。
入力状態の特殊クラスに対して、正規順序展開は対応するマスター方程式と一致していることを示す。
我々は,コヒーレント状態,$m$- Photon Fock状態,および猫状態入力と相互作用する2レベルシステムに対して,正規順序展開を数値的に示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.13108652488669734
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We develop a normal-ordered perturbative expansion method to compute the reduced dynamics of a matter system interacting with a general continuous-mode photon field state. In this expansion, all field correlation functions are automatically normal-ordered, while the free evolution is modified by spontaneous emission. Our normal-ordered expansion elucidates the physical meaning of non-normal-ordered correlation terms in the conventional expansion. Furthermore, under intermediate coupling strengths, the normal-ordered expansion converges significantly faster than the conventional expansion, allowing one to extend the applicability of perturbative expansion to much larger matter-light coupling strengths. Interestingly, given an $m$-photon Fock state input, the normal-ordered expansion truncates exactly at the $2m$-th order. For special classes of input states, we show the normal-ordered expansion is consistent with the corresponding master equations. We demonstrate the normal-ordered expansion numerically for a two-level system interacting with coherent state, $m$-photon Fock state, and cat state inputs.
- Abstract（参考訳）: 一般的な連続モード光子場状態と相互作用する物質系の縮小力学を計算するための正規順序摂動展開法を開発した。
この拡張では、すべての場相関関数は自動的に正規順序付けされ、自由進化は自然放出によって修正される。
我々の正規順序付き展開は、従来の拡張における非正規順序付き相関項の物理的意味を解明する。
さらに, 中間結合強度下では, 常順序展開は従来の膨張よりもかなり早く収束し, 摂動膨張の適用性をはるかに大きい物質-光結合強度に拡張することができる。
興味深いことに、$m$-photon Fock状態の入力が与えられたとき、通常の順序の展開は正確に200万$-orderで切り替わる。
入力状態の特殊クラスに対して、正規順序展開は対応するマスター方程式と一致していることを示す。
我々は,コヒーレント状態,$m$- Photon Fock状態,および猫状態入力と相互作用する2レベルシステムに対して,正規順序展開を数値的に示す。
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