量子非定域性、规范与量子光学：相对论量子信息中的光–物质相互作用

我们重新审视由两带电量子粒子组成的一阶量子化原子系统与量子电磁场的相互作用，指出与电磁学规范性质及多极近似效应相关的微妙之处。我们将完整的极小耦合模型与量子光学和相对论量子信息中使用的典型有效模型（如 Unruh-DeWitt（UDW）模型和偶极耦合近似）联系起来。我们指出了不同近似程度在哪些 regime（体系/区间）合理，以及在哪些情况下需要改进有效模型以捕捉光–物质相互作用的特征。当将原子的质心（COM）视为可在多条轨迹上非定域化的量子系统时，这一点尤为重要。例如，我们表明带有量子质心的最简单 UDW 近似无法捕捉将质心与原子内部自由度彼此之间以及同场耦合的关键 R\"ontgen 项。最后我们展示了如何为相对论运动的原子协变地规定有效偶极相互作用模型。