論文の概要: Quantized-resonance description of a quantum emitter dynamics in a lossy multimode cavity

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.35184v1
• Date: Mon, 26 Oct 2026 10:42:49 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-10-29 18:26:11.306276
• Title: Quantized-resonance description of a quantum emitter dynamics in a lossy multimode cavity
• Title（参考訳）: 損失多モード空洞における量子エミッタダイナミクスの量子共鳴記述
• Abstract要約: 一次元損失共振器における原子のダイナミクスを解析する。 結合強度によって、原子の動力学の本質的な特徴を捉えるために必要な最小のモードが増加することが判明した。 後者では、多モード構造が原子の動力学の強い位置依存性をもたらすことが観察される。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: In the multimode regime of cavity quantum electrodynamics (cQED), light-matter coupling can be strong enough such as to allows a quantum emitter to couple with multiple resonant field modes. This regime leaves distinctive signatures in the behavior of both the field and the emitter, which are already accessible by modern experimental techniques. To model such effects in lossy cavities, effective discrete-mode approaches have been widely employed, despite their accuracy beyond two modes remaining rarely benchmarked. In this work, we demonstrate the necessity of employing multiple modes to describe the multimode signatures by analyzing the dynamics of an atom in a one-dimensional lossy resonator. The atom's dynamics is simulated using the formalism developed in Weitzel et al. (2026) (arXiv:2512.18478), where a resonance quantization prescription is provided. We investigate its dependency with respect to two different parameters: the light-matter coupling strength and the atom's position. In the former case, we find that the minimal number of modes necessary to capture the essential features of the atom's dynamics increases with the coupling strength. In the latter, we further observe that the multimode regime leads to a strong position-dependency of the atom's dynamics. In all cases, we discuss the physical interpretation of our results and further discuss about how the employed formalism can be used to recover physically relevant quantities.
• Abstract（参考訳）: キャビティ量子電磁力学(cQED)の多重モードでは、量子エミッタが複数の共振場モードと結合できるように、光-物質結合が十分に強くなる。 この体制は、フィールドとエミッターの両方の挙動に顕著な署名を残しており、これは現代の実験技術によって既にアクセス可能である。 損失のある空洞におけるそのような効果をモデル化するために、有効な離散モードアプローチが広く採用されているが、その精度は2つのモードを超えてもほとんどベンチマークされない。 本研究では, 1次元損失共振器における原子のダイナミクスを解析することにより, 多モードシグネチャを記述するために複数のモードを用いる必要があることを示す。 原子の動力学はWeitzel et al (2026) で開発された形式(arXiv:2512.18478)を用いてシミュレートされる。 本研究は,光物質結合強度と原子の位置の2つの異なるパラメータに対する依存性について検討する。 前者の場合、結合強度によって原子の動力学の本質的な特徴を捉えるために必要な最小のモードが増加する。 後者では、多モード構造が原子の動力学の強い位置依存性をもたらすことをさらに観察する。 いずれの場合も, 結果の物理的解釈を議論し, さらに, 雇用された形式主義が, 物理的に関係のある量の回復にどのように役立つのかを議論する。

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