論文の概要: Optical pumping of electronic quantum Hall states with vortex light
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2306.03417v2
- Date: Fri, 27 Oct 2023 22:40:34 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-10-31 21:38:12.890416
- Title: Optical pumping of electronic quantum Hall states with vortex light
- Title（参考訳）: 渦光を用いた電子量子ホール状態の光励起
- Authors: Deric Session, Mahmoud Jalali Mehrabad, Nikil Paithankar, Tobias
Grass, Christian J. Eckhardt, Bin Cao, Daniel Gustavo Su\'arez Forero, Kevin
Li, Mohammad S. Alam, Kenji Watanabe, Takashi Taniguchi, Glenn S. Solomon,
Nathan Schine, Jay Sau, Roman Sordan, Mohammad Hafezi
- Abstract要約: 量子技術の基本的な要件は、電子と光子の相互作用をコヒーレントに制御できることである。
本稿では,光渦ビームから電子量子ホール状態への軌道角運動量移動機構を提案する。
我々の発見は、量子コヒーレンスを光学的に探索し、操作することに関する基本的な洞察を与え、量子コヒーレント光エレクトロニクスの進歩に幅広い意味を持つ。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.7666936659353585
- License: http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/
- Abstract: A fundamental requirement for quantum technologies is the ability to
coherently control the interaction between electrons and photons. However, in
many scenarios involving the interaction between light and matter, the exchange
of linear or angular momentum between electrons and photons is not feasible, a
condition known as the dipole-approximation limit. An example of a case beyond
this limit that has remained experimentally elusive is when the interplay
between chiral electrons and vortex light is considered, where the orbital
angular momentum of light can be transferred to electrons. Here, we present a
novel mechanism for such an orbital angular momentum transfer from optical
vortex beams to electronic quantum Hall states. Specifically, we identify a
robust contribution to the radial photocurrent, in an annular graphene sample
within the quantum Hall regime, that depends on the vorticity of light. This
phenomenon can be interpreted as an optical pumping scheme, where the angular
momentum of photons is transferred to electrons, generating a radial current,
and the current direction is determined by the vorticity of the light. Our
findings offer fundamental insights into the optical probing and manipulation
of quantum coherence, with wide-ranging implications for advancing quantum
coherent optoelectronics.
- Abstract（参考訳）: 量子技術の基本的な要件は、電子と光子の相互作用をコヒーレントに制御できることである。
しかし、光と物質の間の相互作用を含む多くのシナリオでは、電子と光子の間の線形または角運動量の交換は実現不可能であり、双極子近似極限と呼ばれる状態である。
この限界を超える場合の例として、キラル電子と渦光の相互作用が考慮され、光の軌道角運動量が電子に伝達される。
本稿では、光渦ビームから電子量子ホール状態への軌道角運動量移動の新たなメカニズムを提案する。
具体的には、光の渦度に依存する量子ホール状態の環状グラフェン試料において、放射光電流に対する堅牢な寄与を同定する。
この現象は光ポンピングスキームと解釈でき、光子の角運動量が電子に移動して放射電流を発生させ、電流方向は光の渦性によって決定される。
以上の知見は、量子コヒーレンスの光学的検出と操作に関する基本的な知見を提供し、量子コヒーレント光エレクトロニクスの進歩に幅広い意味を持つ。
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) - Directional spontaneous emission in photonic crystal slabs [49.1574468325115]
自発放出は、励起量子エミッタが量子ゆらぎによって基底状態に緩和される基本的な平衡過程である。
これらの光子を介する相互作用を修正する方法の1つは、エミッターの双極子放射パターンを変更することである。
我々の研究は、これらの方向の放出パターンと前述の変数の相互作用を詳しく調べ、未発見の量子光学現象を微調整する可能性を明らかにした。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-12-04T15:35:41Z) - Measuring the quantum state of photoelectrons [0.8284184871425395]
量子状態トモグラフィーを用いて、ヘリウムとアルゴン原子から放出される光電子を完全に特徴づける。
我々の研究は、状態トモグラフィーが物質中の光誘起電子過程の基本的な量子的側面に対する新しい洞察を与える方法を示している。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-09-25T08:25:28Z) - Generating optical cat states via quantum interference of multi-path
free-electron-photons interactions [0.0]
マルチパス自由電子-光子相互作用の量子干渉に基づいて光猫状態を生成する手法を提案する。
We show that the Wigner negativity is oscillats with the coupling strength, and the optical cat state are successfully generated with highfidelity。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-06-22T15:17:48Z) - Quantum vortices of strongly interacting photons [52.131490211964014]
渦は非線形物理学における非自明なダイナミクスの目印である。
量子非線形光学媒体における強い光子-光子相互作用による量子渦の実現について報告する。
3つの光子に対して、渦線と中心渦輪の形成は真の3光子相互作用を示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-02-12T18:11:04Z) - Ultra-long photonic quantum walks via spin-orbit metasurfaces [52.77024349608834]
数百光モードの超長光子量子ウォークについて報告する。
このセットアップでは、最先端の実験をはるかに超えて、最大320の離散的なステップで量子ウォークを設計しました。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-03-28T19:37:08Z) - Self-Ordering of Individual Photons in Waveguide QED and Rydberg-Atom
Arrays [0.548253258922555]
我々は3レベル量子エミッタと冷間結合した光導波路による光の伝搬について検討した。
第三のエミッタ状態へのレーザーカップリングは、境界状態の特性を制御できるだけでなく、完全に除去できることを示す。
我々は、この出現する光子-光子反発を、大きなエミッタアレイ内の複数の光子の量子力学を解析することによって実証する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-10-25T13:55:10Z) - Quantum Floquet engineering with an exactly solvable tight-binding chain
in a cavity [0.0]
単一空洞モードに結合した密結合鎖によって与えられる、正確に解けるモデルを提供する。
我々は,光物質結合の摂動膨張が注意を要し,容易に偽の超放射能相につながることを示した。
さらに,電子単一粒子スペクトル関数と光伝導率の解析式を導出する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-07-26T14:33:20Z) - 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) - Hyperentanglement in structured quantum light [50.591267188664666]
光の自由度が1つ以上の高次元量子系の絡み合いは、情報容量を増大させ、新しい量子プロトコルを可能にする。
本稿では、時間周波数およびベクトル渦構造モードで符号化された高次元・耐雑音性ハイパーエンタングル状態の関数的情報源を示す。
我々は2光子干渉と量子状態トモグラフィーによって特徴付けるテレコム波長で高い絡み合った光子対を生成し、ほぼ均一な振動と忠実さを達成する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-06-02T18:00:04Z)
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。