多体光子系统中少光子输运：散射方法

我们研究在一维 Bose-Hubbard 格点中实现的多光子 Fock 态的量子输运，该格点由 QED 腔阵列 (QCAs) 实现。我们提出一种光学方案，通过分析透射光的性质利用散射理论来探测系统的底层多体态。为此，我们采用 Lippmann-Schwinger 形式体系，在此框架下可以找到散射矩阵的解析形式。后者在两粒子/光子-两格点情形下被显式计算，我们利用它研究了两光子散射的共振性质，以及透射光的散射概率和二阶强度关联。结果表明，所研究模型的多体态底层结构可以直接从 QCA 实现中输运光子的物理性质推断出来。我们发现，完全共振的两光子散射情景可以对底层多体态进行忠实表征，这与通常用于量子主方程处理的相干驱动情景不同。我们还研究并分析了腔损耗、入射光子脉冲形状和初始关联的影响。我们的方法具有通用性，可应用于任何可通过 QCA 实现的多体玻色模型，包括 Jaynes-Cummings-Hubbard 模型、扩展 Bose-Hubbard 模型以及一系列自旋模型。