論文の概要: Facilitation Induced Transparency and Single Photon Switch with
Dual-Channel Rydberg Interactions
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2205.14621v3
- Date: Mon, 9 Jan 2023 07:43:05 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-11 09:00:28.028122
- Title: Facilitation Induced Transparency and Single Photon Switch with
Dual-Channel Rydberg Interactions
- Title（参考訳）: Dual-Channel Rydberg 相互作用によるファシリテーション誘起透明性と単一光子スイッチ
- Authors: Yao Ding, Zhengyang Bai, Guoxiang Huang, Weibin Li
- Abstract要約: 本稿では,強いおよび長距離のRydberg原子相互作用によって実現されたファシリテーション誘起透過性について検討する。
この設定では、目標チャネル内のRydberg状態の共鳴2光子励起は、制御チャネル内の単一のRydberg励起によって条件付けられる。
FITは、Rydberg相互作用と2つの経路間の量子干渉効果に由来することを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.733700237741334
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We investigate facilitation induced transparency (FIT) enabled by strong and
long-range Rydberg atom interactions between two spatially separated optical
channels. In this setting, the resonant two-photon excitation of Rydberg states
in a target channel is conditioned by a single Rydberg excitation in a control
channel. Through the contactless coupling enabled by the Rydberg interaction,
the optical transparency of the target channel can be actively manipulated by
steering the optical detuning in the control channel. By adopting a
dressed-state picture, we identify two different interference pathways, in
which one corresponds to Rydberg blockade and an emergent one results from
facilitation. We show that the FIT is originated from the Rydberg interaction
and the quantum interference effect between the two pathways, which is
different from conventional electromagnetically induced transparency realized
by single-body laser-atom coupling. We find that the FIT in such a dual-channel
setting is rather robust, insensitive to changes of systemic parameters, and
can be generalized to multi-channel settings. Moreover, we demonstrate that
such a FIT permits to realize controllable single-photon switches, which also
paves a route to detect Rydberg facilitation by using optical absorption
spectra. Our study contributes to current efforts in probing correlated
many-body dynamics and developing single-photon quantum devices based on
Rydberg atom ensembles.
- Abstract（参考訳）: 本研究では、2つの空間的に分離された光チャネル間の強いおよび長距離Rydberg原子相互作用によって実現されるファシリテーション誘導透過(FIT)について検討する。
この設定では、ターゲットチャネル内のrydberg状態の共鳴2光子励起は、制御チャネル内の単一のrydberg励起によって条件付けられる。
rydberg相互作用によって実現される非接触結合により、制御チャネルの光デチューニングを操ることで、ターゲットチャネルの光透過を積極的に操作することができる。
ドレス状態図を採用することで,rydbergブロックに対応する2つの異なる干渉経路と,ファシリテーションによる創発的な経路を同定する。
FITはRydberg相互作用と2つの経路間の量子干渉効果から成り、これは単体レーザーと原子のカップリングによって実現された従来の電磁誘導透過とは異なっている。
このようなデュアルチャネル設定の適合性は,システムパラメータの変化に影響を受けず,より堅牢であり,マルチチャネル設定に一般化できることがわかった。
また,このような適合は単一光子スイッチを制御可能とし,光学吸収スペクトルを用いてリドバーグの促進を検知する経路も確保できることを実証する。
本研究は,Rydberg原子アンサンブルに基づく相関多体ダイナミクスの探索と単一光子量子デバイスの開発に貢献する。
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