腔量子电动力学中的庞图斯-姆彭巴效应

量子庞图斯-姆潘巴效应是一种反直觉现象,即量子系统通过两步演化协议比通过单次无淬火弛豫更快地弛豫。该工作提出在腔量子电动力学中利用带有光子损耗的Jaynes-Cummings模型来实现这一效应。该模型捕捉了一个两能级原子与有损腔中单个量子化模式之间的相干相互作用,为探索耗散量子动力学提供了一个最小但现实的设定。将分析限制在单激发扇区,弱耗散下的动力学特征表现为阻尼真空拉比振荡,而在强耗散下则过渡到近乎指数的原子衰变。对腔衰变率的突然淬火从相同的初始原子-腔态产生了不同的弛豫轨迹。原子激发随后显示出非单调的加速衰变,其中具有淬火耗散的轨迹比固定损耗演化弛豫得更快。该效应源于相干原子-光子交换与腔耗散之间的相互作用,在光学和电路QED平台中建立了量子庞图斯-姆潘巴效应的一个清晰且实验上可实现的实现方案。
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提交arXiv: 2026-05-07 08:02

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