論文の概要: Realizing quantum optics in structured environments with giant atoms
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2304.10710v1
- Date: Fri, 21 Apr 2023 02:44:04 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-24 16:07:12.414318
- Title: Realizing quantum optics in structured environments with giant atoms
- Title(参考訳): 巨大原子をもつ構造環境における量子光学の実現
- Authors: Xin Wang, Huai-Bing Zhu, Tao Liu and Franco Nori
- Abstract要約: 構造されたフォトニック環境を持つ原子-光界面は、伝統的でない量子電磁力学を実現するためにしばしば用いられる。
本稿では,ハイブリッド巨大原子-大陸環境の多重結合点の工学的手法により,構造的光物質相互作用を実現することを提案する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 8.30506899856987
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: To go beyond quantum optics in free-space setups, atom-light interfaces with
structured photonic environments are often employed to realize unconventional
quantum electrodynamics (QED) phenomena. However, when employed as quantum
buses, those long-distance nanostructures are limited by fabrication disorders.
In this work, we alternatively propose to realize structured lightmatter
interactions by engineering multiple coupling points of hybrid giant
atom-conventionalenvironments without any periodic structure. We present a
generic optimization method to obtain the real-space coupling sequence for
multiple coupling points. We report a broadband chiral emission in a very wide
frequency regime, with no analog in other quantum setups. Moreover, we show
that the QED phenomena in the band gap environment, such as fractional atomic
decay and dipole-dipole interactions mediated by a bound state, can be observed
in our setup. Numerical results indicate that our proposal is robust against
fabrication disorders of the coupling sequence. Our work opens up a new route
for realizing unconventional light-matter interactions.
- Abstract(参考訳): 自由空間での量子光学を超越するため、構造フォトニック環境を持つ原子-光界面は、非伝統的な量子電磁力学(qed)現象を実現するためにしばしば用いられる。
しかし、量子バスとして使われる場合、これらの長距離ナノ構造は製造障害によって制限される。
本研究では, 周期構造を持たないハイブリッド巨大原子-大陸環境の多重結合点を工学的に構築することで, 構造的光物質相互作用を実現する方法を提案する。
複数の結合点に対する実空間結合列を得るための一般化最適化法を提案する。
ブロードバンドのカイラル放射を、他の量子配置に類を見ない、非常に広い周波数で報告する。
さらに,バンドギャップ環境におけるQED現象,例えば分数原子崩壊や双極子-双極子相互作用が,境界状態によって媒介されることを示す。
その結果,本提案手法は結合配列の製作障害に対して頑健であることが判明した。
我々の研究は、伝統的でない光-物質相互作用を実現するための新しい道を開く。
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