論文の概要: Two-photon spontaneous emission in atomically thin plasmonic nanostructures

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2006.15219v1
• Date: Fri, 26 Jun 2020 21:31:51 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-12 11:15:38.001868
• Title: Two-photon spontaneous emission in atomically thin plasmonic nanostructures
• Title（参考訳）: 原子状薄いプラズモニックナノ構造における2光子自発発光
• Authors: Y. Muniz, A. Manjavacas, C. Farina, D. A. R. Dalvit, and W. J. M. Kort-Kamp
• Abstract要約: 2光子状態は重要な量子資産であるが、個々のエミッターでそれらを達成することは困難である。 我々は原子的に薄いプラズモンナノ構造が2光子自然放出を利用することを示した。 これは、オンチップの量子情報処理と自由空間の量子通信のための、代替の効率的な光物質絡み合わせへの道を開く。
• 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: The ability to harness light-matter interactions at the few-photon level plays a pivotal role in quantum technologies. Single photons - the most elementary states of light - can be generated on-demand in atomic and solid state emitters. Two-photon states are also key quantum assets, but achieving them in individual emitters is challenging because their generation rate is much slower than competing one-photon processes. We demonstrate that atomically thin plasmonic nanostructures can harness two-photon spontaneous emission, resulting in giant far-field two-photon production, a wealth of resonant modes enabling tailored photonic and plasmonic entangled states, and plasmon-assisted single-photon creation orders of magnitude more efficient than standard one-photon emission. We unravel the two-photon spontaneous emission channels and show that their spectral line-shapes emerge from an intricate interplay between Fano and Lorentzian resonances. Enhanced two-photon spontaneous emission in two-dimensional nanostructures paves the way to an alternative efficient source of light-matter entanglement for on-chip quantum information processing and free-space quantum communications.
• Abstract（参考訳）: 数光子レベルで光間相互作用を利用する能力は、量子技術において重要な役割を果たす。 単一光子(最も基本的な光の状態)は、原子と固体のエミッタでオンデマンドで生成できる。 2光子状態も重要な量子資産であるが、個々のエミッターでそれらを達成することは、その生成速度が競合する1光子過程よりもはるかに遅いため困難である。 我々は、原子的に薄いプラズモンナノ構造が2光子自然放出を利用でき、その結果、巨大な遠距離場2光子生成、調整されたフォトニックおよびプラズモンの絡み合った状態の共振モード、プラズモン支援単光子生成順序が標準の1光子放出よりもはるかに効率的であることを示した。 2光子自発的放出チャネルを解明し、スペクトル線形状がファノ共鳴とローレンツ共鳴の複雑な相互作用から生じることを示す。 二次元ナノ構造における2光子自然放出の増強は、オンチップ量子情報処理と自由空間量子通信のための代替の効率的な光物質絡み合わせへの道を開く。

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