論文の概要: Dynamical theory of single-photon transport through a qubit chain
coupled to a one-dimensional nanophotonic waveguide
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2307.14752v2
- Date: Wed, 7 Feb 2024 04:07:57 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-02-08 20:38:47.901926
- Title: Dynamical theory of single-photon transport through a qubit chain
coupled to a one-dimensional nanophotonic waveguide
- Title（参考訳）: 1次元ナノフォトニック導波路に結合した量子ビット鎖を通る単一光子輸送の動的理論
- Authors: Ya. S. Greenberg, O. A. Chuikin, A. A. Shtygashev, A. G. Moiseev
- Abstract要約: 1次元フォトニック導波路の連続モードに結合した線形量子ビット鎖を流れる単一光子パルスのダイナミクスについて検討した。
我々は、キュービット振幅と透過スペクトルと反射スペクトルの時間依存力学理論を導出する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We study the dynamics of a single-photon pulse travelling through a linear
qubit chain coupled to continuum modes in a one-dimensional (1D) photonic
waveguide. We derive a time-dependent dynamical theory for qubit amplitudes and
for transmitted and reflected spectra. We show that the requirement for the
photon-qubit coupling to exist only for positive frequencies can significantly
change the dynamics of the system. First, it leads to an additional
photon-mediated dipole-dipole interaction between qubits which results in the
violation of the phase coherence between them. Second, the spectral lines of
transmitted and reflected spectra crucially depend on the shape of the incident
pulse and the initial distance between the pulse center and the first qubit in
the chain. We apply our theory to one-qubit and two-qubit systems. For these
two cases, we obtain the explicit expressions for the qubits' amplitudes and
the photon radiation spectra as time tends to infinity. For the incident
Gaussian wave packet we calculate the line shapes of transmitted and reflected
photons.
- Abstract（参考訳）: 1次元(1D)フォトニック導波路の連続モードに結合した線形量子ビット鎖を通る単一光子パルスのダイナミクスについて検討した。
我々は、キュービット振幅と透過スペクトルと反射スペクトルの時間依存力学理論を導出する。
正の周波数に対してのみ存在する光子量子ビットカップリングの必要性はシステムのダイナミクスを大きく変えることができることを示した。
まず、光子を介する量子ビット間の双極子-双極子相互作用が、それらの間の位相コヒーレンスを破る。
第2に、透過スペクトルと反射スペクトルのスペクトル線は、入射パルスの形状と、チェーン内のパルス中心と第1量子ビットとの間の初期距離に決定的に依存する。
我々はこの理論を1量子系と2量子系に適用する。
この2つのケースでは、時が無限になるにつれて量子ビットの振幅と光子放射スペクトルの明示的な表現が得られる。
入射ガウス波パケットに対して、伝送光と反射光の直線形状を計算する。
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