論文の概要: Universal approach for quantum interfaces with atomic arrays
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2302.04913v1
- Date: Thu, 9 Feb 2023 19:50:51 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-13 17:14:11.723249
- Title: Universal approach for quantum interfaces with atomic arrays
- Title（参考訳）: 原子配列を用いた量子インタフェースの普遍的アプローチ
- Authors: Yakov Solomons, Roni Ben-Maimon, and Ephraim Shahmoon
- Abstract要約: 我々は,原子線プラットフォームを光物質界面として評価するための汎用的なアプローチを開発した。
我々のアプローチは、原子アレイ問題から集合双極子と相互作用する光の一般的な1次元モデルへのマッピングに基づいている。
量子メモリと絡み合いを決定づける光物質結合の効率は、1次元散乱問題の共振反射率によって与えられる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We develop a general approach for the characterization of atom-array
platforms as light-matter interfaces, focusing on their application in quantum
memory and photonic entanglement generation. Our approach is based on the
mapping of atom-array problems to a generic 1D model of light interacting with
a collective dipole. We find that the efficiency of light-matter coupling,
which in turn determines those of quantum memory and entanglement, is given by
the on-resonance reflectivity of the 1D scattering problem, $r_0=C/(1+C)$,
where $C$ is a cooperativity parameter of the model. For 2D and 3D atomic
arrays in free space, we derive the mapping parameter $C$ and hence $r_0$,
while accounting for realistic effects such as the finite sizes of the array
and illuminating beam and weak disorder in atomic positions. Our analytical
results are verified numerically and reveal a key idea: efficiencies of quantum
tasks are reduced by our approach to the classical calculation of a
reflectivity. This provides a unified framework for the analysis of collective
light-matter coupling in various relevant platforms such as optical lattices
and tweezer arrays. Generalization to collective systems beyond arrays is
discussed.
- Abstract（参考訳）: 我々は,原子線プラットフォームを光物質界面として評価するための一般的なアプローチを開発し,量子メモリとフォトニックエンタングルメント生成への応用に焦点をあてる。
我々のアプローチは、原子アレイ問題から集合双極子と相互作用する1次元光モデルへのマッピングに基づいている。
量子記憶と絡み合いを決定する光マッターカップリングの効率は、1次元散乱問題のオン共鳴反射率 $r_0=c/(1+c)$ によって与えられる。
自由空間における2次元および3次元原子配列に対しては、マッピングパラメータ$C$と$r_0$を導出するとともに、アレイの有限サイズや照明ビーム、原子位置の弱障害といった現実的な効果を考慮に入れている。
量子タスクの効率は、古典的な反射率計算へのアプローチによって低下する。
これは、光学格子やツイーザーアレイなど、様々な関連プラットフォームにおける集合光物質結合の解析のための統一的なフレームワークを提供する。
配列以外の集団システムへの一般化について論じる。
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