論文の概要: Qubit-photon bound states in topological waveguides with long-range hoppings

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2105.12470v2
• Date: Tue, 8 Jun 2021 08:48:58 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-29 11:52:45.862127
• Title: Qubit-photon bound states in topological waveguides with long-range hoppings
• Title（参考訳）: 長距離ホッピングを有する位相導波路の量子-光子結合状態
• Authors: Carlos Vega, Miguel Bello, Diego Porras and Alejandro Gonz\'alez-Tudela
• Abstract要約: フォトニックバンドギャップ材料と相互作用する量子エミッタは、クビット光子境界状態の出現につながる。 異なる位相におけるバルクモードとエミッタが重なり合うとき, クビット光子境界状態の特徴について検討した。 異なる位相相に現れるエッジモードに対するエミッタの結合について考察する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 62.997667081978825
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum emitters interacting with photonic band-gap materials lead to the appearance of qubit-photon bound states that mediate decoherence-free, tunable emitter-emitter interactions. Recently, it has been shown that when these band-gaps have a topological origin, like in the photonic SSH model, these qubit-photon bound states feature chiral shapes and certain robustness to disorder. In this work, we consider a more general situation where the emitters interact with an extended SSH photonic model with longer range hoppings that displays a richer phase diagram than its nearest-neighbour counterpart, e.g., phases with larger winding numbers. In particular, we first study the features of the qubit-photon bound states when the emitters couple to the bulk modes in the different phases, discern its connection with the topological invariant, and show how to further tune their shape through the use of giant atoms, i.e., non-local couplings. Then, we consider the coupling of emitters to the edge modes appearing in the different topological phases. Here, we show that giant atoms dynamics can distinguish between all different topological phases, as compared to the case with local couplings. Finally, we provide a possible experimental implementation of the model based on periodic modulations of circuit QED systems. Our work enriches the understanding of the interplay between topological photonics and quantum optics.
• Abstract（参考訳）: フォトニックバンドギャップ材料と相互作用する量子エミッタは、非コヒーレンスのない、調整可能なエミッタ-エミッタ相互作用を媒介するクビット-光子結合状態が現れる。 近年、これらのバンドギャップがフォトニックSSHモデルのように位相的起源を持つ場合、これらのクビット光子境界状態はキラル形状と障害に対する一定の堅牢性を有することが示されている。 本研究では、エミッタがより長い距離ホッピングを持つ拡張SSHフォトニックモデルと相互作用するより一般的な状況について考察する。 特に、放射体が異なる位相のバルクモードに結合するときの立方体-光子結合状態の特徴を最初に研究し、そのトポロジカル不変量との関係を識別し、巨大原子、すなわち非局所結合を用いてその形状をさらに調整する方法を示す。 次に,異なる位相相に現れるエッジモードに対するエミッタの結合について考察する。 ここでは、局所結合の場合と比較して、巨大原子動力学が全ての異なる位相位相を区別できることを示す。 最後に,回路QEDシステムの周期変調に基づくモデルの実験的実装を提案する。 我々の研究は位相フォトニクスと量子光学の相互作用の理解を深めている。

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