論文の概要: Interaction between giant atoms in a one-dimensional structured environment

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2208.04102v1
• Date: Mon, 8 Aug 2022 12:47:09 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-01 21:52:07.290906
• Title: Interaction between giant atoms in a one-dimensional structured environment
• Title（参考訳）: 1次元構造環境における巨大原子間の相互作用
• Authors: Ariadna Soro, Carlos S\'anchez Mu\~noz, Anton Frisk Kockum
• Abstract要約: 構造導波路を介する2つの巨大原子間の相互作用について検討する。 異なる原子キャビティデチューニングにおいてデコヒーレンスフリー相互作用が可能であることを示す。 結果は量子シミュレーションや量子ゲートの実装に応用できる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Giant atoms -- quantum emitters that couple to light at multiple discrete points -- are emerging as a new paradigm in quantum optics thanks to their many promising properties, such as decoherence-free interaction. While most previous work has considered giant atoms coupled to open continuous waveguides or a single giant atom coupled to a structured bath, here we study the interaction between two giant atoms mediated by a structured waveguide, e.g., a photonic crystal waveguide. This environment is characterized by a finite energy band and a band gap, which affect atomic dynamics beyond the Markovian regime. Here we show that, inside the band, decoherence-free interaction is possible for different atom-cavity detunings, but is degraded from the continuous-waveguide case by time delay and other non-Markovian effects. Outside the band, where atoms interact through the overlap of bound states, we find that giant atoms can interact more strongly and over longer distances than small atoms for some parameters -- for instance, when restricting the maximum coupling strength achievable per coupling point. The results presented here may find applications in quantum simulation and quantum gate implementation.
• Abstract（参考訳）: 巨大原子(複数の離散点で光る量子エミッタ)は、デコヒーレンスフリー相互作用のような多くの有望な性質のおかげで、量子光学の新しいパラダイムとして出現している。 従来の研究では、巨大原子が連続導波路を開いたり、単一の巨大原子が構造的浴槽に結合したと考えられているが、ここでは構造的導波路(例えばフォトニック結晶導波路)によって媒介される2つの巨大原子間の相互作用について研究する。 この環境は有限エネルギー帯とバンドギャップによって特徴づけられ、マルコフ系を超えて原子動力学に影響を及ぼす。 ここでは, バンド内における脱コヒーレンスフリー相互作用は, 異なる原子空洞変形に対して可能であるが, 時間遅延などの非マルコフ効果により連続導波路の場合から劣化することを示す。 結合状態の重なりを通して原子が相互作用するバンドの外側では、例えば結合点当たりの最大結合強度を制限する場合、巨大原子はいくつかのパラメーターのために小さな原子よりも強く長い距離にわたって相互作用することができる。 ここで示した結果は、量子シミュレーションと量子ゲートの実装に応用できるかもしれない。

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