論文の概要: Dynamics and control of entangled electron-photon states in nanophotonic
systems with time-variable parameters
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2011.01531v1
- Date: Sun, 1 Nov 2020 01:13:34 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-26 03:51:08.394113
- Title: Dynamics and control of entangled electron-photon states in nanophotonic
systems with time-variable parameters
- Title（参考訳）: 時間可変パラメータを有するナノフォトニクス系における絡み合った電子-光子状態のダイナミクスと制御
- Authors: Qianfan Chen, Yongrui Wang, Sultan Almutairi, Maria Erukhimova,
Mikhail Tokman, Alexey Belyanin
- Abstract要約: 時間可変パラメータを持つ強結合型ナノフォトニクス系の力学について検討する。
特に、フェミオンとフォトニックの自由度の間の絡み合いをオン/オフするためのプロトコルを実証する。
- 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: We study the dynamics of strongly coupled nanophotonic systems with
time-variable parameters. The approximate analytic solutions are obtained for a
broad class of open quantum systems including a two-level fermion emitter
strongly coupled to a multimode quantized electromagnetic field in a cavity
with time-varying cavity resonances or the electron transition energy. The
coupling of the fermion and photon subsystems to their dissipative reservoirs
is included within the stochastic equation of evolution approach, which is
equivalent to the Lindblad approximation in the master equation formalism. The
analytic solutions for the quantum states and the observables are obtained
under the approximation that the rate of parameter modulation and the amplitude
of the frequency modulation are much smaller than the optical transition
frequencies. At the same time, they can be arbitrary with respect to the
generalized Rabi oscillations frequency which determines the coherent dynamics.
Therefore, our analytic theory can be applied to an arbitrary modulation of the
parameters, both slower and faster than the Rabi frequency, for complete
control of the quantum state. In particular, we demonstrate protocols for
switching on and off the entanglement between the fermionic and photonic
degrees of freedom, swapping between the quantum states, and the decoupling of
the fermionic qubit from the cavity field due to modulation-induced
transparency.
- Abstract（参考訳）: 時間可変パラメータを持つ強結合ナノフォトニクス系の力学について検討する。
近似解析解は、時変キャビティ共鳴または電子遷移エネルギーを持つキャビティ内の多モード量子化電磁場に強く結合した2レベルフェルミオン放出子を含む広いクラスのオープン量子系に対して得られる。
フェルミオンと光子サブシステムの散逸性貯水池への結合は、マスター方程式の定式化におけるリンドブラッド近似と等価である確率方程式の進化的アプローチに含まれる。
量子状態と観測可能性に関する解析解は、パラメータ変調の速度と周波数変調の振幅が光遷移周波数よりもはるかに小さいという近似の下で得られる。
同時に、それらはコヒーレント力学を決定する一般化されたラビ発振周波数に対して任意である。
したがって、我々の解析理論は、量子状態を完全に制御するために、ラビ周波数よりも遅くて速いパラメータの任意の変調に適用することができる。
特に,フェルミオンとフォトニックのエンタングルメントのオン/オフ,量子状態間の交換,および変調誘起透過性によるキャビティフィールドからのフェルミオン量子ビットの分離のプロトコルを示す。
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