使用幂零形式的QED

Exact Markovian and non-Markovian time dynamics in waveguide QED: collective interactions, bound states in continuum, superradiance and subradiance

We develop a formalism for modelling exact time dynamics in waveguide quantum electrodynamics (QED) using the real-space approach. The formalism does not assume any specific configuration of emitters and allows the study of Markovian dynamics fully analytically and non-Markovian dynamics semi-analytically with a simple numerical integration step. We use the formalism to study subradiance, superradiance and bound states in continuum. We discuss new phenomena such as subdivision of collective decay rates into symmetric and anti-symmetric subsets and non-Markovian superradiance effects that can l…

Fock空间中具有输入输出形式的少光子单原子腔QED

Few-photon single-atom cavity QED with input-output formalism in Fock Space

描述腔与二能级原子相互作用的Jaynes-Cummings（JC）系统是量子光学中最重要的系统之一。在Fock空间中，利用输入输出理论，我们得到了波导侧耦合JC系统中单光子和双光子输运的解析解。利用这些结果，我们讨论了强耦合和弱耦合两种情况下JC系统作为波导光子开关的条件

光子波函数：协变公式及其与QED的等价性

The Photon Wavefunction: a covariant formulation and equivalence with QED

我们讨论了光子波函数（PWF）形式主义的限制，这是在这些天经历了新的实际应用中的光子学和量子光学的复兴。我们建立了一个Dirac-like方程的PWF写在一个明显的协变形式，并表明，在带电物质场的存在下，它再现了标准的制定（经典）Electrodinertium。这表明，试图建立一个相互作用光子的量子理论的不一致性，基于所谓的光子波函数方法，替代标准QED。当光子数在时间上保持固定时，PWF形式主义可以用来提供自由光子传播的更容易的描述。

A field-theoretical approach to non-relativistic QED

We give here a field-theoretical derivation of the Hamiltonian of the non-relativistic quantum electrodynamics in the Coulomb gauge using the Lagrange formalism. It leads to the same result as the usual derivation, where one just replaces the classical vector potential in the minimal coupling of the second quantized electron Hamiltonian by the quantized one and adds the photon energy. This approach illustrates however the proper use of the Euler-Lagrange equations and the canonical formalism that fail if one tries to build up the many-body quantum theory starting from the classical theory of p…

强电磁场中QED等离子体的动力学理论I。协变超平面形式

Kinetic theory of QED plasma in a strong electromagnetic field I. The covariant hyperplane formalism

本文发展了一种协变密度矩阵方法来研究强外电磁场作用下QED等离子体的动力学理论。在闵可夫斯基空间的类空超平面上的系统的正则量子化和库仑规范的协变推广。与平均电磁场相关联的凝聚模式是从光子自由度分离的时间依赖的幺正变换的两个，动力学变量和非平衡统计算子。因此，即使在强外场的情况下，关联函数和统计算子的精细结构常数的微扰展开也是适用的。本文提出了一种用超平面形式推导动力学方程的一般方法。

Gaussian as test functions in Operator Valued Distribution formulation of QED

As shown by Epstein and Glaser, the operator valued distribution (OPVD) formalism permits to obtain a non-standard regularization scheme which leads to a divergences-free quantum field theory. We show, with the example of a scalar quantum electrodynamics theory, that Gaussian functions may be used as test functions in this approach. After a short recall about the OPVD formalism in 3+1-dimensions, Gaussian functions and Harmonic Hermite-Gaussian functions are used as test functions. The vacuum fluctuation, Feynman propagators and a study about loop convergence with the example of the tadpole di…

电路QED测量的量子贝叶斯方法

Quantum Bayesian approach to circuit QED measurement

我们提出了一个简单的形式化描述量子比特在电路QED装置中测量过程中的演化。当使用相敏放大器时，演变仅取决于一个输出正交，并且形式与宽带设置相同。当使用相位保持放大器时，量子比特的演化取决于两个输出正交。在这两种情况下，量子比特状态的完美监控以及因此完美的量子反馈都是可能的。

QED量子模拟的离散阿贝尔规范理论

Discrete Abelian Gauge Theories for Quantum Simulations of QED

我们研究了Wilson哈密顿形式下的格点规范理论。为了实现一维QED的量子模拟器，我们引入了一个具有离散规范对称性$\mathbb{Z}_n$的阿贝尔模型，它近似了大$n$的$U(1)$理论.我们分析了满足广义高斯定律的规范场的有限性和物理态的性质的作用。最后，我们讨论了一个可能的实施策略，涉及到一个有效的物理空间的动态。

利用开放耗散腔QED中暗态和亮态的量子门

Quantum gates utilizing dark and bright states in open dissipative cavity QED

本文提出基于单光子与开放耗散纳米腔中量子发射体系综相互作用的量子门形式体系，利用亮暗态动力学操控光子偏振态。

First Quantized Electrodynamics

The parametrized Dirac wave equation represents position and time as operators, and can be formulated for many particles. It thus provides, unlike field-theoretic Quantum Electrodynamics (QED), an elementary and unrestricted representation of electrons entangled in space or time. The parametrized formalism leads directly and without further conjecture to the Bethe-Salpeter equation for bound states. The formalism also yields the Uehling shift of the hydrogenic spectrum, the anomalous magnetic moment of the electron to leading order in the fine structure constant, the Lamb shift and the axial a…

开路-QED系统的Heisenberg-Langevin形式

Heisenberg-Langevin Formalism For Open Circuit-QED Systems

我们提出了海森堡-朗之万形式来研究耦合到开放多模谐振器的超导量子位的有效动力学，而不诉诸旋转波、两级、玻恩或马尔科夫近似。我们的有效方程是通过消除谐振器的自由度，同时编码它们的电磁背景的格林函数的效果。我们占的开放性的谐振器正是通过采用一组非厄米模式的格林函数的光谱表示。导出了一个良好的时域微扰理论，系统地解释了像transmon这样的弱非线性量子比特的非线性。我们将这种方法应用于自发发射问题，准确地捕获量子比特动力学的非马尔可夫特征，适用于任何量子比特-谐振器耦合强度。任何耦合到电磁连续统的离散能级量子系统都受到辐射衰变和其能级重整化的影响。当在空腔内时，这些量可以相对于真空强烈地修改。通常，可以通过仅包括最接近的谐振腔模式来捕获这种修改。然而，在电路QED架构，与大量的耦合强度，它被发现，这样的速率的强烈影响，远离谐振模式。在无限多的腔模式的多模计算会导致发散，除非施加人工截止。以前的研究没有指出这种分歧的来源是什么。我们表明，除非$A^2$的效果是占到所有的订单完全，任何多模计算电路QED量必然会出现分歧。随后，我们提出了量子位特性的有限辐射校正的计算，该计算不受人为引入的高频截止的影响。

QED电路中耦合到电流偏置约瑟夫森结的量子化谐振腔场

Quantized resonator field coupled to a current-biased Josephson junction in circuit QED

利用拉格朗日方法推导了电流偏置约瑟夫森结分流的$λ$ /4谐振腔的哈密顿量。数值分析了该系统的本征态和量子动力学，表明该系统可以作为弱入射微波场的有效探测器。

波导QED的格林函数形式

Green's Function Formalism for Waveguide QED Applications

基于路径积分和费曼图，提出了一个量子场论框架，用于研究含量子杂质的一维波导结构的量子光学性质.特别是，我们得到的格林函数的波导与嵌入式两个级别的系统中的单和双激发部门的任意色散关系。在单激发部门，我们展示了如何总结的图解扰动系列的所有订单，从而获得明确的物理量，如光谱密度和散射矩阵的表达式。在两个激发部门，我们表明，严格的线性色散关系表现出特殊的属性，相应的图形扰动系列终止后两项，再次允许封闭形式的表达式物理量。在一般色散关系的情况下，特别是那些表现出带边或波导截止频率的情况下，扰动级数不能显式求和。相反，我们推导出一个自洽的T-矩阵方程，减少了单激励计算的计算工作量。这种分析使我们能够识别的占用量子杂质和波导中的自由光子之间的法诺共振作为一个独特的签名的少光子非线性固有的系统。此外，我们的图解方法允许不同的物理过程的分类，如光子-光子相关性和相互作用的创建-感应辐射捕获-后者不存在严格的线性色散关系。我们的框架可以作为进一步研究的基础，涉及更复杂的情况下，如几个和多个层次的量子杂质，耦合波导网络，无序系统，和非平衡效应。

广义相对论中麦克斯韦方程组的量子电动力学修正的3+1形式

A 3+1 formalism for quantum electrodynamical corrections to Maxwell equations in general relativity

磁化中子星是一类特殊的致密天体，其引力场强烈偏离牛顿弱场极限。此外，锚定在恒星中的强电磁场引起量子电动力学（QED）描述的麦克斯韦方程组的非线性修正。接近或超过$\BQ=4.4\times10^9$ ~T临界值的电磁场可能存在于某些恒星和大多数磁星中。为了正确解释从中子星表面发出的辐射，例如热辐射及其极化特性，重要的是要同时包括广义相对论（GR）效应和非线性电动力学。这可以通过广义相对论中已知的3+1形式来实现，并将QED扰动纳入麦克斯韦方程组。从电磁场的拉格朗日量的最低阶修正出发，例如由Born-Infeld或Euler-Heisenberg理论给出的，我们导出了包含量子真空效应的广义相对论中的非线性麦克斯韦方程组。我们还推导出一个处方的无力限制，并表明，这些方程可以用经典的有限体积法求解双曲守恒律。因此，通过使用从麦克斯韦和牛顿理论中借用的标准经典数值技术，将广义相对论和量子电动力学包括在对中子星磁层的描述中是直截了当的。作为一个应用，我们表明，与QED效应相关的自旋下降光度校正相对于GR校正是可以忽略的。