論文の概要: Single-photon scattering on a two-qubit system. Spatio-temporal
structure of the scattered field
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2310.18723v1
- Date: Sat, 28 Oct 2023 14:57:08 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-10-31 16:55:06.740291
- Title: Single-photon scattering on a two-qubit system. Spatio-temporal
structure of the scattered field
- Title（参考訳）: 2量子系における単一光子散乱
散乱場の時空間構造
- Authors: Ya. S. Greenberg, A. A. Shtygashev, and A. G. Moiseev
- Abstract要約: 1次元(1D)開導波路のモードに結合した2つの同一量子ビット系から単一光子狭パルスの散乱によって生じる光子電界について検討した。
散乱の後の時間帯が無限大となるにつれて、場が一次元空間全体において安定な状態光子が形成されていることが示される。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: In this paper, we study the spatiotemporal distribution of the photon
electric field produced by the scattering of a single photon narrow pulse from
a system of two identical qubits coupled to continuum modes in a
one-dimensional (1D) open waveguide. We derive the time-dependent dynamical
equations for qubits' and photon amplitudes which allow the calculation of the
photon backward and forward scattering fields in the whole space: before
qubits, between qubits, and behind the qubits. The scattered field consists of
several contributions that describe a free field of incoming photon, a
spontaneous exponential decay of excited qubits, a slowly decaying part that
dies out as the inverse powers of $t$, and a lossless part that represents a
steady state solution as $t\rightarrow\infty$. For our system, we find the
transmittance and reflectance fields as both time and distance from the qubits
tend to infinity. We show that as the time after the event of scattering tends
to infinity, the steady state photon the field is being formed in the whole
one-dimensional space. If the distance $d$ between qubits is equal to the
integer of the wavelength $\lambda$, the field energy exhibits temporal
beatings between the qubit frequency $\Omega$ and the photon frequency
$\omega_S$ with the period $T=2\pi/(\omega_S-\Omega)$.
- Abstract（参考訳）: 本稿では, 単一光子狭パルスの散乱により生じる光子電界の時空間分布を, 1次元(1D)開導波路における連続モードに結合した2つの同一量子ビット系から検討する。
量子ビットとフォトン振幅の時間依存力学方程式を導出し、量子ビット前、量子ビット間、量子ビット後における光子後方散乱場と前方散乱場の計算を可能にする。
散乱体は、入射光子の自由場、励起量子ビットの自発的指数関数的崩壊、t$の逆の力として消滅する緩やかな崩壊部分、および、t\rightarrow\infty$として定常状態解を表す損失のない部分を含む。
このシステムでは,量子ビットからの時間と距離の両方が無限になる傾向があるため,透過率と反射率場を見いだす。
散乱の後の時間は無限大になる傾向にあるので、場の定常状態光子は1次元空間全体において形成されている。
量子ビット間の距離$d$が、波長$\lambda$の整数に等しい場合、場のエネルギーは、キュービット周波数$\Omega$と、周期$T=2\pi/(\omega_S-\Omega)$の光子周波数$\omega_S$の間の時間的ビートを示す。
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