量子科技中心_量科网

在该工作中，研究人员提出了一种数值框架，用于在非马尔可夫近似下对开放耗散系统中的二能级系统单光子发射进行建模。该方法可便捷地集成至标准计算电磁学（CEM）求解器（如时域有限差分法（FDTD）和有限元法（FEM））。通过三维模态展开重建并矢格林函数的虚部，该团队以数值方式验证了修正版朗之万噪声形式中边界模式和介质辅助模式的完备性。这种重建实现了通过开放耗散环境中的多模Jaynes-Cummings模型对原子-场相互作用进行第一性原理描述。在单激发流形内，研究表明二能级系统的记忆核由格林函数虚部决定，这意味着仅辐射模式即可主导相关动力学过程。因此，该框架提供了一种基于格林函数的原子布居数与单光子动力学描述方法，可直接与麦克斯韦求解器兼容。随后，研究具体阐述了在FDTD和FEM框架中实施该方法的策略，验证了其实际适用性。该工作进一步验证了有耗洛伦兹-德鲁德型反射镜的数值结果，包括有限尺寸金属镜附近二能级系统的情况和法布里-珀罗腔中心二能级系统的情况。这项研究为将量子发射体动力学纳入计算电磁学奠定了严格基础，从而将经典求解器扩展至量子光-物质相互作用领域。