用于Unruh-DeWitt探测器动力学的量子光学模拟器
该研究团队提出了一种基于纠缠非线性双光子源(ENBSs)的量子光学平台,用于模拟相对论性探测器-场相互作用,该平台通过相位可控的单光子频率梳(SPFC)源实现。通过将该系统的动力学演化映射到Unruh-DeWitt(UDW)探测器模型,研究人员证明:信号模式激发可模拟真空涨落驱动的探测器跃迁,而相干注入的闲置模式则充当有效量子场。这种对应关系使得在桌面实验中探索类Unruh激发、相干性提取及场诱导纠缠成为可能。
研究团队推导出两个相干注入ENBS单元的有效相互作用哈密顿量和Lindblad主方程,并解析求解了信号光子数Nₛᵢₛ(t)和二阶关联函数g²(0;t)。数值模拟证实相位依赖的双光子动力学能复现UDW型行为,包括可调激发与量子关联。输出信号态展现出可控的保真度、干涉可见度和纠缠熵,这些特性均随注入相位与振幅变化。这些成果确立了ENBS作为实验可实现的相对论性场现象量子模拟器,为模拟引力效应、真空涨落和时空诱导相干性提供了光子学测试平台——所有功能均可利用现有非线性光学技术实现。



