論文の概要: Purcell-enhanced dipolar interactions in nanostructures

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2112.11175v1
• Date: Tue, 21 Dec 2021 13:11:59 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-03 22:37:25.662304
• Title: Purcell-enhanced dipolar interactions in nanostructures
• Title（参考訳）: ナノ構造におけるパーセル強化双極子相互作用
• Authors: Artur Skljarow, Harald K\"ubler, Charles S. Adams, Tilman Pfau, Robert L\"ow, Hadiseh Alaeian
• Abstract要約: 原子間の強い光誘起相互作用は、数光子レベルで非線形性を引き起こすことが知られている。 ここでは、熱原子蒸気中で達成可能な高密度とスロット導波路との効率的な結合を結合する。 結果は、室温での量子非線形光学と全光学量子情報処理のための堅牢なスケーラブルなプラットフォームへの道を開いた。
• 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: Strong light-induced interactions between atoms are known to cause nonlinearities at a few-photon level which are crucial for applications in quantum information processing. Compared to free space, the scattering and the light-induced dipolar interaction of atoms can be enhanced by a dielectric environment. For this \emph{Purcell effect}, either a cavity or a waveguide can be used. Here, we combine the high densities achievable in thermal atomic vapors with an efficient coupling to a slot waveguide. In contrast to free-space interactions, atoms aligned within the slot exhibit repulsive interactions that are further enhanced by a factor of 8 due to the Purcell effect. The corresponding blueshift of the transition frequency of atoms arranged in the essentially one-dimensional geometry vanishes above the saturation, providing a controllable nonlinearity at the few-photon level. The experimental results are in good agreement with Monte-Carlo simulations that include the dielectric environment, dipolar interactions, and motional effects. The results pave the way towards a robust scalable platform for quantum nonlinear optics and all-optical quantum information processing at room temperature.
• Abstract（参考訳）: 原子間の強い光誘起相互作用は、量子情報処理に不可欠な数光子レベルで非線形性を引き起こすことが知られている。 自由空間と比較して、原子の散乱と光誘起双極子相互作用は誘電体環境によって増強される。 この \emph{purcell effect} の場合、キャビティまたは導波路のいずれかが使用できる。 ここでは、熱原子蒸気で実現可能な高密度とスロット導波路との効率的なカップリングを組み合わせる。 自由空間相互作用とは対照的に、スロット内に配置された原子は、パーセル効果により8の因子によってさらに強化された反発相互作用を示す。 本質的に1次元の幾何学で配置された原子の遷移周波数の対応する青方偏移は飽和度より上に消え、極小の光子レベルで制御可能な非線形性を与える。 実験結果は、誘電体環境、双極子相互作用、運動効果を含むモンテカルロシミュレーションとよく一致している。 結果は、室温での量子非線形光学と全光学量子情報処理のためのスケーラブルなプラットフォームへの道を開いた。

関連論文リスト

• Manipulating the Dipolar Interactions and Cooperative Effects in Confined Geometries [0.0]
  1つの有望な戦略は、原子間相互作用を操作するために設計されたナノ構造と熱蒸気を統合することである。 密集した熱蒸気中の原子間の相互作用を探索する。 ナノ構造を用いて単一原子の飽和と複数の原子間の相互作用を慎重に制御することにより、原子アンサンブル全体の効果的な光学的非線形性を操作することができる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-01-16T21:10:03Z)
• Directional spontaneous emission in photonic crystal slabs [49.1574468325115]
  自発放出は、励起量子エミッタが量子ゆらぎによって基底状態に緩和される基本的な平衡過程である。 これらの光子を介する相互作用を修正する方法の1つは、エミッターの双極子放射パターンを変更することである。 我々の研究は、これらの方向の放出パターンと前述の変数の相互作用を詳しく調べ、未発見の量子光学現象を微調整する可能性を明らかにした。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-12-04T15:35:41Z)
• Quantum vortices of strongly interacting photons [52.131490211964014]
  渦は非線形物理学における非自明なダイナミクスの目印である。 量子非線形光学媒体における強い光子-光子相互作用による量子渦の実現について報告する。 3つの光子に対して、渦線と中心渦輪の形成は真の3光子相互作用を示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-02-12T18:11:04Z)
• Tunable photon-mediated interactions between spin-1 systems [68.8204255655161]
  我々は、光子を媒介とする効果的なスピン-1系間の相互作用に、光遷移を持つマルチレベルエミッタを利用する方法を示す。 本結果は,空洞QEDおよび量子ナノフォトニクス装置で利用可能な量子シミュレーションツールボックスを拡張した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-06-03T14:52:34Z)
• Entangling free electrons and optical excitations [0.0]
  キャビティ内の指定された光励起と分離可能な自由電子状態との間の純粋な絡み合いを生成する手法を提案する。 具体的には、電子波動関数プロファイルを作成し、アクセス可能なキャビティモードの数を劇的に削減する。 我々はこの概念を、銀ナノ粒子の縮退および非縮退プラズモンモードと無機分子の原子振動による自由電子絡み合いの理論的な記述によって実証する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-02-01T17:50:03Z)
• Photon-mediated interactions near a Dirac photonic crystal slab [68.8204255655161]
  我々は、現実的な構造におけるフォトニック・ディラック点付近の双極子放射の理論を開発する。 集団的相互作用の性質がコヒーレントなものから散逸するものへと変化する位置を見つける。 この結果, ディラック光マターインタフェースの知識は大幅に向上した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-07-01T14:21:49Z)
• Waveguide quantum electrodynamics: collective radiance and photon-photon correlations [151.77380156599398]
  量子電磁力学は、導波路で伝播する光子と局在量子エミッタとの相互作用を扱う。 我々は、誘導光子と順序配列に焦点をあて、超放射および準放射状態、束縛光子状態、および有望な量子情報アプリケーションとの量子相関をもたらす。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-03-11T17:49:52Z)
• Quantum interface between light and a one-dimensional atomic system [58.720142291102135]
  信号光子パルスと異なる原子数からなる1次元鎖との間の量子界面の最適条件について検討する。 相互作用の効率は主に、導波管のエバネッセンス場と閉じ込められた原子との重なり合いとカップリングによって制限される。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-04-11T11:43:54Z)
• Quantum Electrodynamic Control of Matter: Cavity-Enhanced Ferroelectric Phase Transition [0.0]
  金属鏡からなる空洞に埋もれた双極子量子多体系について検討した。 金属鏡における双極子フォノン,キャビティ光子,プラズモンなどの基本励起のハイブリッド化を解析した。 以上の結果から, 外部ポンプを使わずに光物質結合により超ラジカル型遷移を誘導する可能性が示唆された。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-03-30T18:00:01Z)
• Integrating two-photon nonlinear spectroscopy of rubidium atoms with silicon photonics [0.0]
  集積シリコンフォトニックチップ。いくつかのサブ波長のリッジ導波路で構成され、ルビジウム蒸気のマイクロセルに浸漬される。 発光モードがルビジウム原子に結合すると導波路透過スペクトルが変化することが観察された。 この研究は、CMOS技術と互換性のある小型で低消費電力で統合されたハイブリッド原子フォトニクスシステムへの道を開いた。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-03-10T14:13:42Z)
• The integration of photonic crystal waveguides with atom arrays in optical tweezers [0.0]
  1次元および2次元PCWにおいて光子に強く結合した単一原子ツイーザーアレイを用いて、光と物質の強い量子相互作用を達成することを目的として、現在の実験的進展に対するいくつかの重要な障壁を克服する装置について述べる。 技術の進歩は、PCWの誘導モードと光の効率的な自由空間結合、小さなガラス真空セル内のシリコンチップのケイ酸塩結合、フォトニック結晶導波路の近接場への単原子ツイーザーアレイの決定論的、機械的伝達などである。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-03-02T22:45:18Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。