論文の概要: Quantum feedback control of a two-atom network closed by a semi-infinite waveguide
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2306.06373v3
- Date: Mon, 14 Oct 2024 09:47:47 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-10-15 17:54:16.012430
- Title: Quantum feedback control of a two-atom network closed by a semi-infinite waveguide
- Title（参考訳）: 半無限導波路で閉じた2原子ネットワークの量子フィードバック制御
- Authors: Haijin Ding, Guofeng Zhang, Mu-Tian Cheng, Guoqing Cai,
- Abstract要約: フィードバックループを半無限導波路で閉じた2原子量子ネットワークについて検討する。
このセットアップでは、初期励起された2レベル原子が導波路に光子を放出し、伝播光子が導波路の終端ミラーによって反射されるか、他の原子に吸収される。
導波路には2光子、1光子または0光子状態があり、フィードバックループ長と原子と導波路の結合強度によって制御できることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.5052197271638112
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- Abstract: The purpose of this paper is to study the delay-dependent coherent feedback dynamics by focusing on one typical realization, i.e., a two-atom quantum network whose feedback loop is closed by a semi-infinite waveguide. In this set-up, an initially excited two-level atom can emit a photon into the waveguide, where the propagating photon can be reflected by the terminal mirror of the waveguide or absorbed by the other atom, thus constructing various coherent feedback loops. We show that there can be two-photon, one-photon or zero-photon states in the waveguide, which can be controlled by the feedback loop length and the coupling strengths between the atoms and waveguide. The photonic states in the waveguide are analyzed in both the frequency domain and the spatial domain, and the transient process of photon emissions is better understood based on a comprehensive analysis using both domains. Interestingly, we clarify that this quantum coherent feedback network can be mathematically modeled as a linear control system with multiple delays, which are determined by the distances between atoms and the terminal mirror of the semi-infinite waveguide. Therefore, based on time-delayed linear control system theory, the influence of delays on the stability of the quantum state evolution and the steady-state atomic and photonic states is investigated, for both small and large delays.
- Abstract（参考訳）: 本研究の目的は,半無限導波路でフィードバックループを閉じた2原子量子ネットワークの典型的な実現に着目し,遅延依存型コヒーレントフィードバックのダイナミクスを研究することである。
このセットアップでは、初期励起された2レベル原子が導波路に光子を放出し、伝播光子が導波路の終端ミラーによって反射されるか、または他の原子によって吸収され、様々なコヒーレントなフィードバックループを構成することができる。
導波路には2光子、1光子または0光子状態があり、フィードバックループ長と原子と導波路の結合強度によって制御できることを示す。
導波路内のフォトニック状態は周波数領域と空間領域の両方で解析され、両領域を用いた包括的解析に基づいて光子放出の過渡過程がよりよく理解される。
興味深いことに、この量子コヒーレントフィードバックネットワークは、原子と半無限導波路の終端ミラーとの距離によって決定される複数の遅延を持つ線形制御系として数学的にモデル化できる。
そこで, 時間遅れ線形制御系理論を基礎として, 量子状態の安定性と定常状態原子・フォトニック状態の安定性に及ぼす遅延の影響について検討した。
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