論文の概要: Nonlinear quantum logic with colliding graphene plasmons

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2207.05122v1
• Date: Mon, 11 Jul 2022 18:32:51 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-05 12:14:43.305364
• Title: Nonlinear quantum logic with colliding graphene plasmons
• Title（参考訳）: 衝突グラフェンプラズモンを用いた非線形量子論理
• Authors: Giuseppe Calaj\`o, Philipp K. Jenke, Lee A. Rozema, Philip Walther, Darrick E. Chang and Joel D. Cox
• Abstract要約: 大きな光学的非線形性は、長寿命かつ活発に調整可能なプラズモン偏光子と強く相互作用することを可能にする。 サブ波長閉じ込めは、プラズモンを1%の有効質量で伝播させ、平らなバンド分散を付与し、それらの相互作用を増強する。 新しい結果は、量子情報への新たなエキサイティングな道を開き、強く相互作用する分極子を持つ多体応用を開拓する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Graphene has emerged as a promising platform to bring nonlinear quantum optics to the nanoscale, where a large intrinsic optical nonlinearity enables long-lived and actively tunable plasmon polaritons to strongly interact. Here we theoretically study the collision between two counter-propagating plasmons in a graphene nanoribbon, where transversal subwavelength confinement endows propagating plasmons with %large effective masses a flat band dispersion that enhances their interaction. This scenario presents interesting possibilities towards the implementation of multi-mode polaritonic gates that circumvent limitations imposed by the Shapiro no-go theorem for photonic gates in nonlinear optical fibers. As a paradigmatic example we demonstrate the feasibility of a high fidelity conditional $\pi$ phase shift (CZ), where the gate performance is fundamentally limited only by the single plasmon lifetime. These results open new exciting avenues towards quantum information and many-body applications with strongly-interacting polaritons.
• Abstract（参考訳）: グラフェンはナノスケールに非線形量子光学をもたらす有望なプラットフォームとして登場し、大きな固有光学非線形性により長寿命でアクティブな波長可変プラズモンポラリトンが強く相互作用できる。 ここでは, グラフェンナノリボン中の2つの対向伝播プラズモンの衝突を理論的に検討する。 このシナリオは、非線形光ファイバにおけるフォトニックゲートに対するシャピロ・ノーゴー定理によって課される制限を回避する多モード偏光ゲートの実装に対する興味深い可能性を示している。 パラダイム的な例として、ゲート性能が基本的に1つのプラズモン寿命によって制限されるような高忠実度条件付き$\pi$位相シフト(CZ)の実現可能性を示す。 これらの結果は、強い相互作用を持つポラリトンを持つ量子情報や多体応用への新しいエキサイティングな道を開く。

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