基于对称性的亚波长量子发射器阵列耗散量子多体动力学高效仿真

我们提出了一种高效的方法，用于数值模拟大量量子发射器在有序阵列中、由真空电磁场中长程偶极-偶极相互作用所主导的耗散动力学。利用该系统的空间对称性，我们将运动方程转化为集体自旋基底，并随后对集体算子应用高阶累积展开。通过截断衰减率被显著抑制的亚辐射集体模式，仅保留来自辐射集体模式的作用，我们显著降低了数值复杂度。这使得我们能够高效计算线性、环形和平面阵列中量子发射器的观测量的耗散动力学。特别是，我们表征了激发人口、总光子发射率以及二阶强度关联函数 $g^{(2)}(\tau =0)$，这些都是传统基于单个自旋的累积展开方法难以计算的大系统。