Casimir effect from macroscopic quantum electrodynamics
宏观电磁学的正则量子化最近在New J.Phys.12（2010）123008中提出。在这里，这个理论是用来推导卡西米尔效应，通过考虑热场和零点场的特殊情况。正则理论的应力-能量-动量张量遵循Noether定理，其在热平衡中的电磁部分给出Casimir能量密度和应力张量。这些结果适用于任意非均匀磁致伸缩，并从色散、耗散介质中的电磁场的严格量子化中得到。对于标准的立夫希茨理论作为卡西米尔力的适当量子处理的地位的持续怀疑不适用于这里给出的推导。此外，Casimir能量密度和介质内部的应力张量的正确表达式自动地从简单的限制到热平衡，而不需要复杂的物理或力学参数。
2011-06-09 quant-ph
Quantum Theory of Electrodynamics in Linear Media Subject to Boundary Conditions
我们表明，线性介质中宏观量子化场的材料依赖性与经典电磁边界条件不一致。然后，我们唯象地构建宏观量子化领域，满足量子-经典对应的结果表明，在线性介质中的正则动量修改的结果，减少光速。我们重新推导了达朗贝尔原理和拉格朗日方程的任意大的空间区域中，光信号的传播速度比在真空中慢，并表明由此产生的修改拉格朗日动力学，包括规范动量，修复违反对应原理的宏观量子化领域。
2009-02-23 quant-ph
Wave-particle duality from stochastic electrodynamics
波粒二象性是量子理论中最神秘的现象之一，本文首先从随机电动力学（SED）的角度研究了物质波动性的产生，其中德布罗意的导波跟随粒子并决定其轨迹的思想被收回。在理论（SED）的框架中，这种波具有电磁特性，并且是在零点场（ZPF）中传播的行波，根据SED，零点场是渗透整个宇宙的经典电磁场。波是由背景场与以一定速度运动的粒子相互作用而产生的。然后，我暴露的数值模拟的结果，其中的行为的ZPF在两个狭缝衍射实验计算和一系列的宏观实验，表现出类似的行为所描述的SED。模拟和实验都使我们对导波和量子粒子的波动性质有了更好的物理理解
2014-02-26 quant-ph
A Non-Local Action for Electrodynamics: Duality Symmetry and the Aharonov-Bohm Effect, Revisited
文献中提出了一种依赖于电场和磁场而不是电势的电动力学非局部作用泛函。在这项工作中，我们阐述和改进这一建议。我们还使用这种形式主义来面对电磁场的电磁对偶对称性和Aharonov-Bohm效应，我们以一种新颖的方式研究电动力学的两个微妙的方面。我们展示了如何前者可以从真空电动力学的简谐振荡器的字符，同时也展示了后者的磁性版本自然出现在一个明确的非本地的方式。
2019-10-11 hep-th quant-ph
Quantum computer with atomic logical qubits encoded on macroscopic three-level systems in common quantum electrodynamic cavity
提出了一种基于宏观（或介观）共振系统--量子电动力学腔中的多原子相干系综、鱿鱼或量子点，在固态量子计算机中有效实现基本量子门通用集合的方法.我们利用一个编码的逻辑量子比特的对宏观的两个或三个层次的原子，是工作在希尔伯特子空间的所有国家固有的这些原子系统。在这个子空间中，逻辑单量子比特门通过经由虚拟光子的交换的对中的单个原子激发的受控可逆转移以及通过对中的原子系综中的一个的频移来实现。在二能级系统的情况下，逻辑双量子位门通过控制一个原子系综中的兰姆位移幅度来执行，分别允许/阻止一对中的激发转移，其由另一对的第三原子系统控制。当使用三能级系统时，我们描述了原子对中的非门，该非门由工作原子激发向由控制对激发的直接影响引起的附加第三能级的转移控制。最后，我们讨论了所提出的物理系统的优势，一些有用的量子门的加速计算。
2013-01-10 quant-ph
Entangled imaging and wave-particle duality: from the microscopic to the macroscopic realm
我们制定了纠缠成像的理论，其中也包括大量的光子在两个纠缠光束的情况下。我们表明，成像和波粒二象性的功能，这已被证明在微观情况下，坚持在宏观领域的结果。我们证明了成像现象的量子特性是由近场和远场同时存在的空间纠缠所保证的。
2002-10-14 quant-ph
Microscopic theory of exciton-polariton model involving multiple molecules: Macroscopic quantum electrodynamics formulation and essence of direct intermolecular interactions
National Taiwan University（国立台湾大学）；Institute of Atomic and Molecular Sciences, Academia Sinica（中央研究院原子与分子科学研究所）；Physics Division, National Center for Theoretical Sciences（国家理论科学中心物理部）
本文通过宏观量子电动力学推导出包含自由空间偶极子-偶极子相互作用的有效耗散CQED模型，揭示了在研究多分子极子-极化子系统时直接分子间相互作用的重要性。
2023-12-20 quant-ph
Macroscopic QED - concepts and applications
在这篇文章中，我们回顾了宏观量子电动力学的原理，并讨论了该理论在介质辅助原子-场耦合和色散力中的各种应用。该理论概括了自由空间中电磁场的标准模式展开，以允许吸收体的存在。我们表明，宏观量子电动力学提供了孤立的原子系统和磁电体之间的联系，并作为一个重要的工具，为理解表面辅助原子弛豫效应和密切相关的位置依赖的能量转移，引起卡西米尔-波尔德和范德华力。
2009-02-20 quant-ph
Canonical quantization of macroscopic electrodynamics in a linear, inhomogeneous magneto-electric medium
我们提出了宏观电动力学的正则量子化。结果适用于非均匀介质与广泛的一类线性磁电响应是一致的Kramers-Kronig和Onsager关系。通过其适应强色散和损耗的能力，我们的理论提供了一个严格的基础，在结构中的量子光学过程的研究纳入超材料，提供这些可以建模为磁电介质。以前的电介质和磁介电介质的规范处理表示的电磁场运营商的格林函数或模式展开表示。在这里，我们提出了我们的结果，在模式扩展的图片，以期在导波和腔量子光学的应用。
2012-09-20 physics.optics quant-ph
Macroscopic Quantum Electrodynamics with Gain: Modified Fluctuations and Their Consequences
RIKEN Centre for Advanced Photonics, RIKEN（RIKEN先进光子学中心）；Instituto Superior Técnico—University of Lisbon and Instituto de Telecomunicações（里斯本高等理工学院与电信研究所）；The Blackett Laboratory, Imperial College London（帝国理工学院布莱克特实验室）
本文扩展宏观量子电动力学至增益介质，揭示增益修正的场涨落如何影响辐射和力学现象，如兰姆位移、Purcell效应及Casimir力。
2026-06-26 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Universal and rigorous asymptotic convergence of standard macroscopic quantum electrodynamics to the modified Langevin noise formalism
Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR), SPIN Institute（意大利国家研究委员会（CNR），自旋物理研究所）
本文证明标准Langevin噪声形式体系通过假想真空吸收极限过程，在任意量子散射等所有情形下渐近收敛于修正Langevin噪声形式体系，确立了该极限过程的普适有效性。
2026-10-06 quant-ph
Duality in entanglement of macroscopic states of light
研究了相干态光场产生的二体多光子纠缠系统的纠缠对偶性。如果两个部分通过它们的奇偶性区分，则系统可以表现出偏振纠缠，如果两个部分通过偏振区分，则系统可以表现出奇偶纠缠。在[PRL 110，140404（2013）]中表明，这种现象可以被用作测试两个粒子的不可分割性的方法，并且证明也可以测试宏观系统的不可分割性。我们提出了一个装置来测试这个猜想。与Hong-Ou- Mandel装置中使用两粒子干涉效应的研究相反，我们的装置既不假设被测态由单粒子组成，也不要求粒子总数是固定的。因此，纠缠对偶的概念被证明是兼容的更广泛的一类物理系统。此外，通过观察上述系统中纠缠的对偶性，可以证实宏观系统表现出量子行为。作为一个实用的方面，纠缠对偶性是一个有用的概念，它能够根据不同的量子协议将一个自由度（DOF）的纠缠自适应转换为另一个自由度的纠缠。
2016-08-13 quant-ph
Quantum Electrodynamics at Large Distances III: Verification of Pole Factorization and the Correspondence Principle
在两个配套文件，它表明了如何分离出散射函数在量子电动力学的一个杰出的一部分，满足对应原则和极点分解的要求。定义余项的积分在这里被证明在相关的朗道奇点表面上具有奇点，这些奇点比那些区分部分的奇点弱。因此，在适当的宏观极限内，这些余项相对于区别项是消失的。这表明，在微扰展开的每一阶中，量子电动力学确实满足这里处理的情况下的极点分解和对应原理要求。它也证明了这里开发的计算技术的有效性，以计算量子电动力学的原理在宏观和介观制度的后果。
1995-02-07 quant-ph
Quantum Electrodynamics at Large Distances II: Nature of the Dominant Singularities
在量子电动力学中，宏观和介观性质的精确计算需要仔细处理红外发散：标准处理引入了虚假的大距离效应。计算这些属性的方法是在一个配套文件。这种方法依赖于这里得到的一个结果，这个结果是关于产生主导大距离行为的奇点的性质的。如果量子场论中的所有粒子都具有非零质量，则Landau-Nakanishi图给出了散射函数奇异性的强条件。这些条件在量子电动力学中被光子动量消失点的效应严重削弱。本文提出了一种新的Landau-Nakanishi图。它是专门面向极分解功能，占主导地位的宏观行为在量子电动力学，并导致强有力的结果，这些功能的光子动量消失的点。
1995-11-21 quant-ph
Comparison of Quantum and Classical Local-field Effects on Two-Level Atoms in a Dielectric
介电介质中电磁场与密集的嵌入二能级原子相互作用的宏观量子理论不能再现经典洛伦兹局域场条件的应用所获得的结果。具体地说，宏观量子电动力学预测，原子共振频率的洛伦兹红移将被主介质的折射率n的因子增强。然而，（n*n+2）/3的增强因子推导出使用Bloembergen程序，其中经典的洛伦兹局域场条件应用于光学布洛赫方程。这两种推导都是简短而简单的，并且基于完善的物理理论，但却导致了相互矛盾的结果。微观量子电动力学证实了经典的局域场为基础的结果。然后通过一个既违反量子电动力学的对应原理又违反微观理论的具体例子，证明了宏观量子电动力学理论在嵌入原子中的应用是错误的。
2009-02-11 quant-ph
Topology, nonlocality and duality in classical electrodynamics
我们最近（Heras et al. in Eur. Phys. J. Plus 136：847，2021）认为经典电动力学可以通过展示拓扑和非局域电磁角动量的例子来预测非局域效应。在本文中，我们讨论了这种角动量的对偶，它也是拓扑的和非局部的。然后，我们统一了两个角动量的电磁角动量所形成的配置由一个双子包围一个无限长的双螺线管包围均匀的电和磁通量，并表明，这种电磁角动量是拓扑的，因为它取决于绕组数，是非定域的，因为这个对偶螺线管的电场和磁场作用在双子上的区域中，这些场被排除在外，并且在电磁对偶性下是不变的转变我们明确地验证了这种对偶不变的电磁角动量对周围双子的Liénard-Wiechert场的辐射效应不敏感。我们还展示了如何对偶对称的角动量表明不同的物理解释相应的角动量，它统一。
2022-04-26 physics.class-ph quant-ph
First order Maxwell operator formalism for macroscopic quantum electrodynamics
Purdue University（普渡大学）
本文提出了一种一阶电磁算子方法，保留电场和磁场，并保留开放系统边界项，从而自然导出量子输入输出形式，扩展了宏观量子电动力学的框架。
2026-03-29 quant-ph
Gauge transformation in macroscopic quantum electrodynamics near polarizable surfaces
为了描述带电粒子与量子化电磁场的相互作用，指出了广义库仑规范与真实库仑规范工作的不同之处。我们发现一个明确的规范之间的转换的情况下，电磁场运营商量化的宏观边界附近描述的分段常数介电函数。从广义库仑规范出发，我们将算子转化为真正的库仑规范，其中矢势算子是真正的处处横截的。我们找到了规范变换的生成函数来进行相应的哈密顿量的么正变换，并证明了在真库仑规范中，由于真空场引起的表面电荷密度的涨落，在可极化表面附近的粒子的哈密顿量中含有额外的项.这个额外的项由与向量场算子平等的第二量子化算子表示。我们证明，这一项包含部分的静电能量的带电粒子与表面的相互作用和规范不变性的理论保证，在所有情况下的总相互作用能等于众所周知的结果时，工作在广义库仑规范的图像的方法。我们已经开发的数学工具，使我们能够明确地制定出的等时换流关系，并阐明了一些典型的误解的问题，是否存在的边界应影响的领域，特别是当边界被建模为完美的反射器。
2019-09-13 quant-ph
Acuasal Behavior in Quantum Electrodynamics
讨论了量子电动力学过程的一般特征。虽然这些过程在经典电动力学理论中不存在，但在量子电动力学理论中，因果过程是众所周知的。例如，任何在时空中带有“环”的费曼图都描述了一个“粒子”，它可以在时间上向前或向后移动，也可以在类似空间的方向上移动。在宏观尺度上的实验测试这种因果关系违反所涉及的工程问题进行了探讨。
1998-02-22 quant-ph
Duality Symmetry of Quantum Electrodynamics and Magnetic Charges
隐藏在经典麦克斯韦方程组中的电和磁之间的对偶对称性暗示了对偶电荷的存在，而对偶电荷通常被解释为磁荷，在实验中还没有观察到。在量子电动力学（QED）中，电场和磁场被统一为一个规范场，这使得这种对称性不明显。在这里，我们通过引入对偶规范场和对偶对称拉格朗日量来重新检验QED的对偶对称性。在规范场理论的框架内，我们证明了电磁对偶对称性不能给出任何新的守恒定律。通过检验电荷-电荷相互作用和量子洛伦兹力方程，我们发现引入的对偶电荷是电荷，而不是磁荷。更重要的是，我们表明，真正的磁荷是不兼容的规范场理论的QED，因为磁荷和电荷之间的相互作用不能介导通过交换规范光子。
2022-09-01 hep-th physics.optics quant-ph
Macroscopic Violation of Duality Generated on a Laser Beam
理论和实验表明，激光束通过特定的传统Ronchi光栅的通道准备在一个改变的状态，违反量子对偶性的光束。违反的特点是由一个容易测量的净之间的能量转移的准备光束和未修改的光束从一个类似的，独立的激光。值得注意的是，该实验是在宏观功率水平下进行的，其中对偶违反转移的可测量性大大提高了离散光子制度。这些结果与最近报道的其他实验一致，这些实验挑战了二元相关的互补原理的有效性。
2013-07-26 physics.optics quant-ph
Macroscopic realism and spatiotemporal continuity
宏观实在论（Macroscopic realism）是莱格特和加格提出的一种世界观，在这种世界观中，宏观系统的性质独立于测量而存在，也不受测量的影响。受牛顿力学或麦克斯韦电动力学等经典物理定律的启发，在这项工作中，我们增加了一个限制性假设，即宏观物体的可观测量在空间和时间中不断演化。量子理论既违反宏观实在论，也违反连续性假设。虽然退相干或崩溃模型（例如，由于一个普遍的噪声背景或引力自能）可以恢复宏观现实主义，我们表明，一个连续的时空描述一般是不可能的。这为经典世界如何从量子领域中产生的问题提供了新的线索。
2010-02-24 quant-ph
Duality, decay rates and local-field models in macroscopic QED
原子、分子和光学介质之间的磁相互作用的任何处理都必须从相互作用能的形式开始。这就形成了关于任何数量的磁原子光特性的预测的基础-包括自发衰变率和力。众所周知，麦克斯韦方程组的赫维赛德-拉莫尔对偶对称性，其中电和磁的量交换，被打破的磁相互作用能的通常形式。我们认为，这种对称性可以恢复，包括一般的本地场效应，和本地场应被视为正确的偶极子的微观世界和宏观世界之间的测量领域的翻译的必要性。这可能还有助于解决长期存在的关于介质中偶极子上力的形式的争论。最后，我们计算了考虑局域场效应的磁介质中的磁偶极子衰减率，并表明宏观量子电动力学可以在算符水平上对偶对称，而不仅仅是期望值。
2021-12-10 physics.atom-ph quant-ph
Dispersion forces and duality
我们制定了一个对称性原则的基础上的对偶性的电场和磁场，并将其应用到色散力。在宏观量子电动力学的背景下，我们严格建立对偶不变性的自由电磁场的存在因果磁电。色散力的电磁场和原子的响应函数的格林张量。在讨论了格林张量在对偶变换下的行为之后，我们能够证明自由空间中物体上的Casimir力以及局域场校正的Casimir-Polder力和van der Waals力是对偶不变的。
2008-11-26 quant-ph
Quantum electrodynamics of lossy magnetodielectric samples in vacuum: modified Langevin noise formalism
CNR-SPIN（意大利国家研究委员会自旋物理研究所）
本文通过建立电磁场的规范量子化，推导出修正的兰格vin噪声形式化，证明其能描述任何线性、非均匀和磁电样品的场景。
2024-07-02 quant-ph
Double-Slit Interference Pattern for a Macroscopic Quantum System
在这项研究中，我们解析求解薛定谔方程的宏观量子振荡器作为一个中心系统耦合到两个环境的微振荡粒子。然后，考虑位置概率分布不确定性的限制，在两种极限情况下研究了双缝干涉图样。此外，我们分析的干涉图案的基础上最近的建议称为随机电动力学与自旋。我们的结果表明，当宏观系统的量子特性降低，衍射图案变得更类似于经典的。我们还表明，依赖于狭缝的大小，量子方法的预言可能与上述随机描述的预言明显不同
2016-07-17 quant-ph
Canonical quantization of macroscopic electromagnetism
量子场论的标准正则量子化规则在宏观电磁学中的应用由于材料的色散和吸收而遇到了障碍。这导致了宏观量子电动力学的唯象方法，其中没有规范的制定是企图。本文对宏观电磁场进行正则量子化。结果适用于任何线性的，非均匀的，磁介质的介电函数服从Kramers-Kronig关系。现象学方法的规定来自规范理论。
2010-11-17 physics.optics quant-ph
Macroscopic Quantum Criticality in a Circuit QED
研究了两个强耦合电荷量子比特与片上传输线谐振器提供的单模量子场相互作用的腔量子电动力学（QED）。我们分析了该超导电路QED系统的缀饰态结构和任意两个缀饰态之间电磁感应跃迁的选择规则。分析了它的宏观量子临界性，即基态能级交叉，这是由Ising型量子位间耦合和可控制的在位势之间的竞争引起的.
2006-01-04 cond-mat.supr-con quant-ph
Internal Quantum Dynamics of a Nanoparticle in a Thermal Electromagnetic Field: a Minimal Model
我们认为，宏观电动力学是不适合描述的高真空中的悬浮纳米粒子和热电磁场之间的辐射热化过程。基于物理参数，我们提出了一个模型来描述这样的系统超越准平衡近似。我们利用路径积分技术对模型进行解析求解，精确计算了系统量子自由度随时间的演化。微观量子模型的自由参数通过将分析结果与众所周知的宏观响应函数相匹配来确定。在热电磁场中的悬浮纳米颗粒的内能的时间演化，如我们的模型所描述的，定性地不同于宏观电动力学，预测，可以通过实验测试。
2018-10-09 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Ground-State Properties for Coupled Bose-Einstein Condensates inside a Cavity Quantum Electrodynamics
利用量子电动力学方法研究了高质量腔中含少量Rb原子的两组分玻色-爱因斯坦凝聚体的基态性质。在SU（2）表示下，该量子系统可以用一个由原子间相互作用产生的二次项的广义Dicke模型来实现，并可以通过费什巴赫共振技术来控制。此外，这种弱的种间相互作用可以引起一个重要的零温度量子相变从正常的superradiant阶段，其中在正常阶段的原子系综是集体未激发，而在superradiant阶段的相干辐射宏观激发。最后，我们建议通过测量腔外外差探测器中光子场的直接和显著特征来观察这种预测的量子相变。
2007-10-29 cond-mat.other quant-ph
Cavity quantum electrodynamics for superconducting electrical circuits: an architecture for quantum computation
我们提出了一个可实现的架构，使用一维传输线谐振器，以达到超导电路中的腔量子电动力学的强耦合极限。腔光子耦合到相邻电路（量子位）的量子化激发的真空拉比频率可以很容易地超过腔和量子位的阻尼率。这种架构作为原子物理学实验的宏观模拟以及对于量子计算和控制都是有吸引力的，因为它提供了对自发发射的强抑制，潜在地导致大大增强的量子比特寿命，允许多个量子比特的状态的高保真量子非破坏测量，并且具有用于由厘米距离分离的量子比特的纠缠的自然机制。此外，它将允许产生对量子通信至关重要的微波光子态。
2004-02-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
