論文の概要: Topological quantum optical states in quasiperiodic cold atomic chains
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2001.05123v2
- Date: Wed, 13 Jan 2021 07:12:14 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-11 07:26:15.228867
- Title: Topological quantum optical states in quasiperiodic cold atomic chains
- Title（参考訳）: 準周期冷原子鎖の位相的量子光学状態
- Authors: B. X. Wang and C. Y. Zhao
- Abstract要約: 1次元(1D)準周期冷原子鎖における位相量子光学状態の研究を行った。
本研究では, 1次元周期的原子鎖の原子間距離に不規則変調を導入することにより, オーブリー・アンドルー・ハーパー模型を模倣できることを示す。
この系は実際に境界上に局在した非自明な位相状態をサポートしている。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Topological quantum optical states in one-dimensional (1D) quasiperiodic cold
atomic chains are studied in this work. We propose that by introducing
incommensurate modulations on the interatomic distances of 1D periodic atomic
chains, the off-diagonal Aubry-Andr\'e-Harper (AAH) model can be mimicked,
although the crucial difference is the existence of long-range dipole-dipole
interactions. The discrete band structures with respect to the modulation
phase, which plays the role of a dimension extension parameter, are calculated
for finite chains beyond the nearest-neighbor approximation. It is found that
the present system indeed supports nontrivial topological states localized over
the boundaries. Despite the presence of long-range dipole-dipole interactions
that leads to an asymmetric band structure, it is demonstrated that this system
inherits the topological properties of two-dimensional integer quantum Hall
systems. The spectral position, for both real and imaginary frequencies, and
number of these topologically protected edge states are still governed by the
gap-labeling theorem and characterized by the topological invariant, namely,
the (first) Chern number, indicating the validity of bulk-boundary
correspondence. Due to the fractal spectrum arising from the quasiperiodicity
in a substantially wide range of system parameters, our system provides a large
number of topological gaps and optical states readily for practical use. It is
also revealed that a substantial proportion of the topological edge states are
highly subradiant with extremely low decay rates, which therefore offer an
appealing route for controlling the emission of external quantum emitters and
achieving high-fidelity quantum state storage.
- Abstract（参考訳）: 1次元(1D)準周期冷原子鎖における位相量子光学状態の研究を行った。
本研究では, 1次元周期的原子鎖の原子間距離に不規則な変調を導入することにより, 長距離双極子-双極子相互作用が存在するにもかかわらず, 対角方向のオーブリー-アンドル-ハーパーモデル(AAH)を模倣できることを示す。
次元拡張パラメータの役割を担う変調位相に関する離散バンド構造は、近傍近似を超えた有限鎖に対して計算される。
本システムは実際に境界上に局在した非自明な位相状態をサポートする。
非対称なバンド構造につながる長距離双極子-双極子相互作用の存在にもかかわらず、このシステムは二次元整数量子ホール系の位相的性質を継承することを示した。
実数と虚数の両方のスペクトル位置とこれらの位相的に保護されたエッジ状態の数は、いまだにギャップラベルの定理によって制御されており、位相不変量、すなわち(第一)チャーン数によって特徴づけられる。
準周期性に起因するフラクタルスペクトルは, 概ね広い範囲の系パラメータで発生するため, 多数の位相ギャップと光学状態が実用的に容易に得られる。
また、トポロジカルエッジ状態のかなりの割合は、非常に低い崩壊率で非常にサブラジアンであり、したがって外部量子エミッタの放出を制御し、高忠実な量子状態記憶を実現するための魅力的な経路を提供する。
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