論文の概要: A strongly interacting photonic quantum walk using single atom beam splitters

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2201.11301v3
• Date: Fri, 14 Apr 2023 17:17:13 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-17 17:22:57.078251
• Title: A strongly interacting photonic quantum walk using single atom beam splitters
• Title（参考訳）: 単一原子ビームスプリッタを用いた強相互作用フォトニック量子ウォーク
• Authors: Xinyuan Zheng, Edo Waks
• Abstract要約: 単一原子ビームスプリッタのネットワークを用いた強い相互作用を持つ離散時間フォトニック量子ウォークを提案する。 2つの光子の場合の量子ウォークの出力統計を計算し、光子の強相関輸送を明らかにする。 これらのユニークな現象は、我々の量子ウォークが、強く相関する量子多体状態の光を探索する興味深いプラットフォームであることを示している。
• 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: Photonics provide an efficient way to implement quantum walks, the quantum analogue of classical random walk that demonstrates rich physics with potential applications. However, most photonic quantum walks do not involve photon interactions, which limits their potential to explore strongly-correlated many-body physics of light. We propose a strongly interacting discrete-time photonic quantum walk using a network of single atom beamsplitters. We calculate output statistics of the quantum walk for the case of two photons, which reveals the strongly-correlated transport of photons. Particularly, the walk can exhibit either boson-like or fermion-like statistics which is tunable by post-selecting the two-photon detection time interval. Also, the walk can sort different types of two-photon bound states into distinct pairs of output ports under certain conditions. These unique phenomena show that our quantum walk is an intriguing platform to explore strongly-correlated quantum many-body states of light. Finally, we propose an experimental realization based on time-multiplexed synthetic dimensions.
• Abstract（参考訳）: フォトニクスは、量子ウォーク(古典的ランダムウォークの量子類似体)を実装するための効率的な方法を提供する。 しかし、ほとんどのフォトニック量子ウォークは光子相互作用を含まないため、光の強い相関多体物理学を探求する可能性を制限する。 単一原子ビームスプリッタのネットワークを用いた強い相互作用を持つ離散時間フォトニック量子ウォークを提案する。 2つの光子の場合の量子ウォークの出力統計を計算し、光子の強相関輸送を明らかにする。 特に、このウォークは、2光子検出時間間隔を後選択することで調整可能なボソン様またはフェルミオン様の統計を示すことができる。 また、ウォークは異なるタイプの2光子境界状態を特定の条件下で異なる出力ポートに分類することができる。 これらのユニークな現象は、我々の量子ウォークが、強く相関する量子多体状態の光を探索する興味深いプラットフォームであることを示している。 最後に, 時間多重化合成次元に基づく実験的実現を提案する。

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