論文の概要: Atomic excitation delocalization at the clean to disordered interface in
a chirally-coupled atomic array
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2309.15361v3
- Date: Mon, 29 Jan 2024 05:36:21 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-01-30 21:57:53.504192
- Title: Atomic excitation delocalization at the clean to disordered interface in
a chirally-coupled atomic array
- Title（参考訳）: 冷間結合原子配列におけるクリーン-無秩序界面における原子励起脱局在
- Authors: C.-C. Wu, K.-T. Lin, I G. N. Y. Handayana, C.-H. Chien, S. Goswami,
G.-D. Lin, Y.-C. Chen and H. H. Jen
- Abstract要約: 一次元量子エミッタ系では、原子励起の力学はエミッタ間の集合結合に影響される。
原子配列の一部に位置障害を導入することにより、乱れ領域とクリーンゾーンの界面における非局在化現象を解明する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: In one-dimensional quantum emitter systems, the dynamics of atomic
excitations are influenced by the collective coupling between emitters through
photon-mediated dipole-dipole interactions. By introducing positional disorders
in a portion of the atomic array, we investigate the delocalization phenomena
at the interface between disordered zone and clean zone. The excitation is
initialized as symmetric Dicke states in the disordered zone, and several
measures are used to quantify the excitation localization. We first use
population imbalance and half-chain entropy to investigate the excitation
dynamics under time evolutions, and further investigate the crossover of
excitation localization to delocalization via the gap ratio from the
eigenspectrum in the reciprocal coupling case. In particular, we study the
participation ratio of the whole chain and the photon loss ratio between both
ends of the atomic chain, which can be used to quantify the delocalization
crossover in the non-reciprocal coupling cases. Furthermore, by increasing the
overall size or the ratio of the disordered zone under a fixed number of the
whole chain, we observe that excitation localization occurs at a smaller
disorder strength in the former case, while in the latter, a facilitation of
the delocalization appears when a significant ratio of clean zone to disordered
zone is applied. Our results can reveal the competition between the clean zone
and the disordered zone sizes on localization phenomenon, give insights to
non-equilibrium dynamics in the emitter-waveguide interface, and provide
potential applications in quantum information processing.
- Abstract（参考訳）: 一次元量子エミッタ系では、原子励起のダイナミクスは光子を介する双極子-双極子相互作用によるエミッタ間の集団結合に影響される。
原子配列の一部に位置障害を導入することにより、乱れ領域とクリーンゾーンの界面における非局在化現象を解明する。
励起は乱領域における対称ディック状態として初期化され、励起局在を定量化するためにいくつかの測度が用いられる。
本研究はまず,時間進化下での励起ダイナミクスの解明に人口不均衡と半鎖エントロピーを用い,また相互結合の場合の固有スペクトルのギャップ比による励起局在化と非局在化の交叉について検討する。
特に,原子鎖の両端における全鎖の参加率と光子損失率について検討し,非相互結合の場合の非局在化クロスオーバーの定量化に有効であることを示した。
さらに, 全鎖の固定個数で乱れ領域の全体サイズや比率を増大させることにより, 前者の場合より小さな乱れ強度で励起局在が生じるのに対し, 後者では, 乱れ領域と乱れ領域の有意な比率が適用された場合に, 脱局在の促進が現れるのが観察された。
以上の結果から,クリーンゾーンと局所化現象の無秩序ゾーンサイズとの競合が明らかとなり,エミッタ・導波路界面における非平衡ダイナミクスへの洞察が得られ,量子情報処理における潜在的な応用が期待できる。
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