基于矩阵乘积态的波导量子电动力学退相干研究

研究人员提出了一种基于矩阵乘积态(MPS)的方法,用于在波导量子电动力学(波导QED)计算中通过密度矩阵引入退相干过程。该方法建立在碰撞量子光学基础上,将波导的多体态表示为离散时间仓,并通过MPS链进行高效表征。该工作是对现有MPS方法的推广,展示了如何有效扩展至密度矩阵表示,从而在负责耗散动力学的刘维尔超算符中以Lindblad项形式纳入各类损耗过程。作为理论应用,该团队研究了多种波导QED系统及发射体纯退相位(实际系统中最重要的过程之一)对光-物质相互作用的影响,包括:具有时延反馈的半无限波导中的二能级系统(TLS)、存在有限时延的两个空间分离TLS、以及Fock态少光子脉冲在TLS上的散射。除发射体纯退相位外,研究还展示了如何纳入片外辐射衰减过程,并揭示了其与纯退相位的本质区别。
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提交arXiv: 2026-04-20 10:01

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