偶极耦合量子发射体纳米环中环境增强的单光子吸收

退相干在量子信息和量子光学应用中通常是有害的。然而,环境诱导的非相干动力学与幺正演化之间的相互作用,可以产生新颖的量子多体现象,这些现象可作为有用的资源加以利用。众所周知,在稠密的亚波长原子阵列中,单激发流形中只有一个集体本征模式与自由空间辐射强耦合,展现出超辐射自发发射。其余大多数本征态形成弱辐射模式流形,从而产生长寿命的亚辐射激发。该研究证明,通过额外的退相干机制(如退相位或与声子耦合)来填充这些亚辐射模式,可以显著增强量子发射体纳米环中的单光子吸收。这种纳米环几何结构因其独特的光学特性及其与光合作用中作为高效天线的天然光捕获复合物的相似性而特别引人注目。该工作的发现可能揭示自然界中能量吸收的基本方面;尽管生物系统复杂得多,但它们可能仍按照相似的基本光学原理运行。
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提交arXiv: 2026-05-27 07:39

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