波导 QED 系统中最佳激发存储与超辐射释放的标度律

驱动耗散量子发射体为可控的激发存储和释放提供了强大的平台，在量子电池和量子存储方面具有广阔的应用前景。然而，集体多体系统中的瞬态激发转移常常被相干驱动、耗散和关联动力学之间复杂的相互作用所掩盖。在此，我们揭示了在耦合到半无限波导的两个发射体系综中一种可扩展的激发存储机制。相干驱动的系综充当有效的激发源，而位于耗散节点附近的第二个系综充当亚辐射存储介质。令人惊讶的是，当驱动系综的尺寸远大于存储系综时，转移动力学进入一个几乎无关联的状态，使得驱动系综有效地表现为经典的激发源。这揭示了最佳激发转移的简单标度律，在该标度律下，随着驱动系综尺寸的增加，存储系综接近近完全的粒子数反转。基于此机制，我们提出了一种三阶段存储与释放协议，可实现快速激发存储和可控光子发射。我们的结果展示了如何在波导 QED 平台中联合利用相干和耗散集体相互作用来实现量子能量存储和可编程非平衡动力学。