具有复杂网络界面的新型量子结构中的高温超辐射相变

该研究团队在本文中提出了一种新型量子材料概念,可在复杂网络中实现二能级系统与光子场的超强/极强相互作用。通过平均场近似方法,研究人员分析了向超辐射态的相变过程——该相变会形成两个激发(极化激元)分支,并伴随二能级系统出现非零宏观极化。研究采用节点度分布的一阶矩⟨k⟩和归一化二阶矩ζ≡⟨k²⟩/⟨k⟩来表征网络统计特性。 研究证实,当⟨k⟩和ζ显著增加的异常区域内,网络拓扑结构会大幅提升拉比频率。物质-场相互作用的多通道(多模)结构导致了超强耦合效应,从而主导了高温相变的基本行为。这些发现为设计新型光子/极化激元电路、以及能在高温(室温)条件下高效处理量子信息的量子网络开辟了新途径。

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