論文の概要: Waveguide QED with Quadratic Light-Matter Interactions
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2303.07382v2
- Date: Mon, 11 Sep 2023 13:53:11 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-09-12 22:12:04.930578
- Title: Waveguide QED with Quadratic Light-Matter Interactions
- Title（参考訳）: 二次光間相互作用を有する導波路qed
- Authors: Uesli Alushi, Tom\'as Ramos, Juan Jos\'e Garc\'ia-Ripoll, Roberto Di
Candia and Simone Felicetti
- Abstract要約: 1つの二次結合エミッタは、単位忠実度を持つ2光子論理ゲートを実装可能であることを示す。
これにより、量子情報処理における新しい機会が解放され、光子が伝播する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Quadratic light-matter interactions are nonlinear couplings such that quantum
emitters interact with photonic or phononic modes exclusively via the exchange
of excitation pairs. Implementable with atomic and solid-state systems, these
couplings lead to a plethora of phenomena that have been characterized in the
context of cavity QED, where quantum emitters interact with localized bosonic
modes. Here, we explore quadratic interactions in a waveguide QED setting,
where quantum emitters interact with propagating fields confined in a
one-dimensional environment. We develop a general scattering theory under the
Markov approximation and discuss paradigmatic examples for spontaneous emission
and scattering of biphoton states. Our analytical and semi-analytical results
unveil fundamental differences with respect to conventional waveguide QED
systems, such as the spontaneous emission of frequency-entangled photon pairs
or the full transparency of the emitter to single-photon inputs. This unlocks
new opportunities in quantum information processing with propagating photons.
As a striking example, we show that a single quadratically-coupled emitter can
implement a two-photon logic gate with unit fidelity, circumventing a no-go
theorem derived for conventional waveguide-QED interactions.
- Abstract（参考訳）: 二次光-物質相互作用は非線形結合であり、量子エミッタは励起対の交換によってのみフォトニックモードやフォノニックモードと相互作用する。
原子と固体の系で実装可能なこれらの結合は、量子エミッタが局所的なボソニックモードと相互作用する空洞QEDの文脈で特徴付けられる多くの現象を引き起こす。
ここで、量子エミッタが一次元環境に閉じ込められた伝播場と相互作用する導波路qed設定における二次相互作用を考察する。
マルコフ近似の下で一般散乱理論を開発し、双光子状態の自発放出と散乱のパラダイム的例について論じる。
解析的および半解析的な結果から,周波数-絡み合った光子対の自然放出や単一光子入力へのエミッタの完全透過など,従来の導波管QEDシステムに対する根本的な違いが明らかになった。
これにより、量子情報処理における光子伝播による新たな機会が解放される。
顕著な例として、単一二次結合型エミッタが単体忠実度を持つ2光子論理ゲートを実装できることを示し、従来の導波管-QED相互作用に導かれるノーゴー定理を回避した。
関連論文リスト
- Nonlinear dynamical Casimir effect and Unruh entanglement in waveguide QED with parametrically modulated coupling [83.88591755871734]
理論的には、1次元導波路に対して動く2レベル量子ビットの配列について検討する。
この運動の周波数が2倍のクビット共鳴周波数に近づくと、光子のパラメトリック生成と量子ビットの励起を誘導する。
我々は、摂動図式技術と厳密なマスター方程式アプローチの両方を取り入れた包括的一般理論フレームワークを開発する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-08-30T15:54:33Z) - Non-classical excitation of a solid-state quantum emitter [0.0]
1つの光子が固体量子エミッタの状態を変えるのに十分であることを示す。
これらの結果は、量子ネットワークにおける量子情報転送の実現から、フォトニック量子コンピューティングのための決定論的エンタングゲートの構築まで、将来の可能性について示唆している。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-07-30T16:16:58Z) - Quantum Multiphoton Rabi Oscillations in Waveguide QED [0.0]
チップスケールナノフォトニクス、特にキャビティQEDと導波路QEDの量子情報処理技術の将来
量子フォトニクス技術を支える最も先進的なプロセスの1つは、ラビ振動の現象である。
2レベルエミッタと相互作用するフォトニックフォック状態の散乱ダイナミクスを解析的に検討する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-10-24T00:03:38Z) - The quantum state of light in collective spontaneous emission [0.0]
集団自然放出は、複数の量子エミッターが共通の放射モードに崩壊する際に起こる。
我々は、放出中に量子相関が失われず、代わりに出力光に転送される条件で明らかにする。
本研究は, 連続可変型量子計算, 通信, センシングにおけるボソニック符号のための多光子量子光の生成と操作のための新しい経路を提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-06-20T07:31:19Z) - Tunable photon-mediated interactions between spin-1 systems [68.8204255655161]
我々は、光子を媒介とする効果的なスピン-1系間の相互作用に、光遷移を持つマルチレベルエミッタを利用する方法を示す。
本結果は,空洞QEDおよび量子ナノフォトニクス装置で利用可能な量子シミュレーションツールボックスを拡張した。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-06-03T14:52:34Z) - Waveguide quantum electrodynamics: collective radiance and photon-photon
correlations [151.77380156599398]
量子電磁力学は、導波路で伝播する光子と局在量子エミッタとの相互作用を扱う。
我々は、誘導光子と順序配列に焦点をあて、超放射および準放射状態、束縛光子状態、および有望な量子情報アプリケーションとの量子相関をもたらす。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-03-11T17:49:52Z) - Quantum chaos driven by long-range waveguide-mediated interactions [125.99533416395765]
導波路内の2レベル原子の有限周期配列と相互作用する一対の光子の量子状態について理論的に検討する。
実空間では非常に不規則な波動関数を持つ2つのポラリトン固有状態の計算を行った。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-11-24T07:06:36Z) - Theory of waveguide-QED with moving emitters [68.8204255655161]
単一励起部分空間における導波路と移動量子エミッタで構成されるシステムについて検討する。
まず、単一移動量子エミッタからの単一光子散乱を特徴付け、非相互伝達とリコイル誘起の量子エミッタ運動エネルギーの低減の両方を示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-03-20T12:14:10Z) - Quantum interactions with pulses of radiation [77.34726150561087]
本稿では、量子放射の進行パルスと局在量子系の相互作用に関する一般マスター方程式の定式化について述べる。
我々は、任意の入射パルスによる量子系の駆動と、任意の所望の時間モードに放出される場の量子状態を記述するための完全な入力出力理論を開発する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-03-10T08:35:18Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。