論文の概要: Experimental Quantum Simulation of Dynamic Localization on Curved Photonic Lattices

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2205.13235v1
• Date: Thu, 26 May 2022 09:03:42 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-11 16:47:54.480746
• Title: Experimental Quantum Simulation of Dynamic Localization on Curved Photonic Lattices
• Title（参考訳）: 曲面フォトニック格子上の動的局在の実験的量子シミュレーション
• Authors: Hao Tang, Tian-Yu Wang, Zi-Yu Shi, Zhen Feng, Yao Wang, Xiao-Wen Shang, Jun Gao, Zhi-Qiang Jiao, Zhan-Ming Li, Yi-Jun Chang, Wen-Hao Zhou, Yong-Heng Lu, Yi-Lin Yang, Ruo-Jing Ren, Lu-Feng Qiao and Xian-Min Jin
• Abstract要約: 正弦波曲率を持つ一次元および六角形の2次元アレイを作製した。 抑制された単光子進化パターンの観測に成功し,その輸送特性を初めて測定した。 本稿では、その異方性輸送特性を研究するための動的局所化の量子シミュレーションと、集積フォトニクスにおける量子情報処理のためのビルディングブロックとしての動的局在化の有望な応用について述べる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 18.469890724212902
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Dynamic localization, which originates from the phenomena of particle evolution suppression under an externally applied AC electric field, has been simulated by suppressed light evolution in periodically-curved photonic arrays. However, experimental studies on their quantitative dynamic transport properties and application for quantum information processing are rare. Here we fabricate one-dimensional and hexagonal two-dimensional arrays, both with sinusoidal curvature. We successfully observe the suppressed single-photon evolution patterns, and for the first time measure the variances to study their transport properties. For one-dimensional arrays, the measured variances match both the analytical electric field calculation and the quantum walk Hamiltonian engineering approach. For hexagonal arrays, as anisotropic effective couplings in four directions are mutually dependent, the analytical approach suffers, while quantum walk conveniently incorporates all anisotropic coupling coefficients in the Hamiltonian and solves its exponential as a whole, yielding consistent variances with our experimental results. Furthermore, we implement a nearly complete localization to show that it can preserve both the initial injection and the wave-packet after some evolution, acting as a memory of a flexible time scale in integrated photonics. We demonstrate a useful quantum simulation of dynamic localization for studying their anisotropic transport properties, and a promising application of dynamic localization as a building block for quantum information processing in integrated photonics.
• Abstract（参考訳）: 外部印加された交流電界下での粒子進化抑制現象に由来する動的局在は、周期的に曲がりくねったフォトニックアレイにおける光進化の抑制によってシミュレートされている。 しかし、その量的動的輸送特性と量子情報処理への応用に関する実験的研究は稀である。 ここでは、正弦波曲率を持つ1次元および六角形2次元配列を作製する。 抑制された単光子進化パターンの観測に成功し,その輸送特性を初めて測定した。 1次元アレイの場合、測定された分散は解析電場計算と量子ウォークハミルトン工学的アプローチの両方に一致する。 ヘキサゴナルアレイの場合、四方向の異方性有効結合は相互に依存するので、解析的アプローチは苦しめられ、一方量子ウォークはハミルトンのすべての異方性結合係数を都合よく組み入れ、指数関数を全体として解き、実験結果と一貫した分散をもたらす。 さらに, 集積光学におけるフレキシブルな時間スケールの記憶として, 初期注入とウェーブパックの双方を保存できることを示すために, ほぼ完全な局所化を実装した。 本稿では,その異方性輸送特性を研究するための動的局在化の量子シミュレーションと,集積光学における量子情報処理構築ブロックとしての動的局在化の有望な応用を示す。

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