論文の概要: Giant-atom entanglement in waveguide-QED systems including non-Markovian effect

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2303.14746v2
• Date: Fri, 9 Jun 2023 02:29:13 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-06-12 17:15:13.833884
• Title: Giant-atom entanglement in waveguide-QED systems including non-Markovian effect
• Title（参考訳）: 非マルコフ効果を含む導波管-QED系における巨大原子絡み合い
• Authors: Xian-Li Yin, Jie-Qiao Liao
• Abstract要約: 共用1次元導波路に結合した2つの巨大原子間の量子絡み合いの発生について検討する。 その結果, 生成した絡み合いは, 位相シフト, 時間遅延, 原子初期状態, 結合構成に依存することがわかった。 この研究は、巨大原子導波路-QED系に基づく量子ネットワークにおける絡み合いの生成と制御に利用できる。
• 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: We study the generation of quantum entanglement between two giant atoms coupled to a common one-dimensional waveguide. Here each giant atom interacts with the waveguide at two separate coupling points. Within the Wigner-Weisskopf framework for single coupling points, we obtain the time-delayed quantum master equations governing the evolution of the two giant atoms for three different coupling configurations: separated, braided, and nested couplings. For each coupling configuration, we consider both the Markovian and non-Markovian entanglement dynamics of the giant atoms, which are initially in two different separable states: single- and double-excitation states. Our results show that the generated entanglement depends on the phase shift, time delay, atomic initial state, and the coupling configuration. For the single-excitation initial state, there exists the steady-state entanglement for each coupling in both the Markovian and non-Markovian regimes due to the appearance of the dark state. For the double-excitation initial state, we observe entanglement sudden birth via adjusting the phase shift in both regimes. In particular, the maximally achievable entanglement for the nested coupling is about one order of magnitude larger than those of separate and braided couplings. We also find that the maximal entanglement for these three coupling configurations can be enhanced in the case of small time delays. This work can be utilized for the generation and control of entanglement in quantum networks based on giant-atom waveguide-QED systems, which have wide potential applications in quantum information processing.
• Abstract（参考訳）: 共用1次元導波路に結合した2つの巨大原子間の量子絡み合いの発生について検討する。 ここで、各巨大原子は2つの異なる結合点で導波路と相互作用する。 単一結合点に対するwigner-weisskopfフレームワークの中で、分割、連結、ネスト結合の3つの異なる結合構成で、2つの巨大原子の進化を支配する時間遅延量子マスター方程式を得る。 各結合構成について、まずは単励起状態と二重励起状態という2つの異なる分離状態にある巨大原子のマルコフ的および非マルコフ的絡み合いダイナミクスを考える。 その結果, 生成した絡み合いは, 位相シフト, 時間遅延, 原子初期状態, 結合構成に依存することがわかった。 単励起初期状態に対しては、暗黒状態の出現によりマルコフ系と非マルコフ系の両方において、各結合に対して定常状態の絡み合いが存在する。 二重励起初期状態については, 両レジームの位相シフトを調整し, 突然の絡み合いを観察した。 特に、ネストカップリングの最大到達可能な絡み合いは、分離結合および連結カップリングのそれよりも約1桁大きい。 また,これら3つの結合構成の最大絡み合いは,時間遅延が小さい場合にも拡張できることがわかった。 この研究は、量子情報処理に幅広い可能性を持つ巨大原子導波路-QED系に基づく量子ネットワークの絡み合いの生成と制御に利用することができる。

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