二维 bath 中巨型量子发射体的奇异集体行为
量子物理
2026-01-22 v1
摘要
高维环境中巨型原子的非局域光物质相互作用，不仅对于检验偶极近似之外的量子电动力学具有基础性吸引力，而且对于构建高维量子网络与工程化多体纠缠态至关重要。鉴于多个巨型原子在二维光学 bath 内展现出的神秘且很大程度上未知的集体特征，我们深入研究了它们在单激发子空间内的非微扰集体动力学，重点关注它们耦合到共同二维光子储库的情形，并采用预解算符方法。我们证明，精确工程化的原子排布会导致非传统的量子动力学，其特征为非马尔可夫性引发的拍频与连续谱中的长寿命束缚态，从而为实现二维量子存储提供了通用平台。在现象学上，我们观察到在二维与三维（3D）bath 中均出现了奇异的 photon 发射模式。结果表明，通过对耦合参数的精确相位工程，可以按需精确控制发射方向，从而实现高效的手性光物质界面。此外，我们向 3D bath 的推广表明，尽管与连续的模耦合，相干偶极-偶极相互作用依然可以存在，这一发现挑战了关于退相干的传统认知。
引用
@article{arxiv.2601.14867,
title = {Exotic collective behaviors of giant quantum emitters in two-dimensional baths},
author = {Qing-Yang Qiu and Wen Huang and Lei Du and Xin-You Lü},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.14867},
year = {2026}
}
备注
16 pages, 9 figures