論文の概要: Quantum simulation with fully coherent dipole--dipole-interactions
mediated by three-dimensional subwavelength atomic arrays
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2012.12771v2
- Date: Wed, 7 Jul 2021 09:09:07 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-19 19:37:11.065869
- Title: Quantum simulation with fully coherent dipole--dipole-interactions
mediated by three-dimensional subwavelength atomic arrays
- Title（参考訳）: 3次元サブ波長原子配列を介する完全コヒーレント双極子-双極子相互作用による量子シミュレーション
- Authors: Katharina Brechtelsbauer and Daniel Malz
- Abstract要約: 低温原子を用いた量子シミュレータは、量子多体問題に取り組む最も有望なアプローチの一つである。
ここでは、簡単な立方体3次元の原子配列を用いて、光の一方向バンドギャップを生成することを提案する。
組込み不純物間のコヒーレントで散逸のない相互作用を可能にすることを示す。
- 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: Quantum simulators employing cold atoms are among the most promising
approaches to tackle quantum many-body problems. Nanophotonic structures are
widely employed to engineer the bandstructure of light and are thus
investigated as a means to tune the interactions between atoms placed in their
vicinity. A key shortcoming of this approach is that excitations can decay into
free photons, limiting the coherence of such quantum simulators. Here, we
overcome this challenge by proposing to use a simple cubic three-dimensional
array of atoms to produce an omnidirectional bandgap for light and show that it
enables coherent, dissipation-free interactions between embedded impurities. We
show explicitly that the band gaps persist for moderate lattice sizes and
finite filling fraction, which makes this effect readily observable in
experiment. Our work paves the way toward analogue spin quantum simulators with
long-range interactions using ultracold atomic lattices, and is an instance of
the emerging field of atomic quantum metamaterials.
- Abstract（参考訳）: 低温原子を用いた量子シミュレータは、量子多体問題に取り組む最も有望なアプローチの一つである。
ナノフォトニック構造は、光のバンド構造を設計するために広く用いられており、近傍の原子間の相互作用を調整する手段として研究されている。
このアプローチの重要な欠点は、励起が自由光子に崩壊し、そのような量子シミュレータのコヒーレンスを制限することである。
ここでは、簡単な立方体3次元の原子配列を用いて光の一方向バンドギャップを生成することを提案し、組込み不純物間のコヒーレントで散逸のない相互作用を可能にすることを示す。
バンドギャップが中程度の格子サイズと有限充填率で持続することが明らかとなり,実験で容易に観測できることを示した。
我々の研究は、超低温原子格子を用いた長距離相互作用を持つアナログスピン量子シミュレータへの道を開き、原子量子メタマテリアルの出現分野の例である。
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