論文の概要: Quantum coherent and measurement feedback control based on atoms coupled with a semi-infinite waveguide

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2307.16876v4
• Date: Tue, 24 Sep 2024 15:13:20 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-11-09 14:40:04.772689
• Title: Quantum coherent and measurement feedback control based on atoms coupled with a semi-infinite waveguide
• Title（参考訳）: 半無限導波路と結合した原子に基づく量子コヒーレント及び測定フィードバック制御
• Authors: Haijin Ding, Nina H. Amini, Guofeng Zhang, John E. Gough,
• Abstract要約: 量子フィードバック制御は原子・フォトニック系の所望の状態を生成するために適用可能であることを示す。 このセットアップでは、初期励起原子が導波路に1つの光子を放出することができ、終端ミラーや他の原子によって反射され、異なるフィードバックループを確立することができる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.0552363908639624
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: In this paper, we show that quantum feedback control may be applied to generate desired states for atomic and photonic systems based on a semi-infinite waveguide coupled with multiple two-level atoms. In this set-up, an initially excited atom can emit one photon into the waveguide, which can be reflected by the terminal mirror or other atoms to establish different feedback loops via the coherent interactions between the atom and photon. When there are at most two excitations in the waveguide quantum electrodynamics (waveguide QED) system, the evolution of quantum states can be interpreted using random graph theory. While this process is influenced by the environment, and we clarify that the environment-induced dynamics can be eliminated by measurement-based feedback control or coherent drives. Thus, in the open system atom-waveguide interactions, measurement-based feedback can modulate the final steady quantum state, while simultaneously, the homodyne detection noise in the measurement process can induce oscillations, which is treated by the coherent feedback designs.
• Abstract（参考訳）: 本稿では,複数の2レベル原子を結合した半無限導波路に基づく原子・フォトニック系の所望の状態を生成するために,量子フィードバック制御が適用可能であることを示す。 このセットアップでは、初期励起原子が導波路に1つの光子を放出し、終端ミラーや他の原子によって反射され、原子と光子のコヒーレント相互作用を介して異なるフィードバックループを確立することができる。 導波管量子電磁力学(導波管QED)系に少なくとも2つの励起が存在する場合、量子状態の進化はランダムグラフ理論を用いて解釈できる。 このプロセスは環境の影響を受けながら,計測に基づくフィードバック制御やコヒーレントドライブによって環境誘起のダイナミクスを排除できることを明らかにする。 したがって、オープン系原子-導波路相互作用において、測定に基づくフィードバックは最終的な定常量子状態を変調することができ、同時に、測定プロセスにおけるホモダイン検出ノイズは振動を誘発し、コヒーレントなフィードバック設計によって処理される。

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