全波格林函数模型:非马尔可夫开放系统量子电动力学中具有色散相互作用有限带宽补偿的集体单光子发射

该工作提出了一个全波格林函数框架,用于对嵌入复杂电磁结构中的多个量子发射体的集体和相干单光子发射进行建模。从修正的朗之万噪声形式的横向模态完备性关系出发,在单激发条件下推导出一组关于布居数动力学和频率分辨场振幅的闭合耦合方程。由于电磁库在动力学振幅层面上未被约化,所发射的单光子动力学可以在同一组闭合方程中建模,而无需在开放和耗散环境中进行马尔可夫近似。该研究证明,即使耗散率看似收敛,对谱密度的有限带宽截断也会导致相干色散相互作用的系统性偏差。为了恢复因果一致性,该工作引入了一种反项补偿方案,该方案在不修改保留的非马尔可夫记忆核的情况下恢复了缺失的色散贡献。为了验证该方案并展示所提出框架的实用性,通过有限元方法给出了从基准配置到三维色散环形谐振腔结构的数值示例。这些能力为将全波电磁仿真严格纳入非马尔可夫多发射体量子电动力学提供了一条实用途径,从而能够在现实开放结构中对集体发射、相干能量交换和单光子辐射进行预测性建模。
作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2026-06-30 08:24

量科快讯