論文の概要: Realisation of a Coherent and Efficient One-Dimensional Atom
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.12568v3
- Date: Wed, 4 Sep 2024 12:17:46 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-09-07 03:42:07.595487
- Title: Realisation of a Coherent and Efficient One-Dimensional Atom
- Title（参考訳）: コヒーレントで効率的な1次元原子の実現
- Authors: Natasha Tomm, Nadia O. Antoniadis, Marcelo Janovitch, Matteo Brunelli, Rüdiger Schott, Sascha R. Valentin, Andreas D. Wieck, Arne Ludwig, Patrick Potts, Alisa Javadi, Richard J. Warburton,
- Abstract要約: コヒーレントで効率的に結合された1次元原子は大きな非線形性を提供し、フォトニック量子ゲートを可能にする。
ここでは、1次元原子の実装として、オープンマイクロキャビティ内の半導体量子ドットを用いる。
この結果は、エキゾチックなフォトニック状態と2光子相ゲートの創出への道を開くものである。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.15274583259797847
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: A quantum emitter interacting with photons in a single optical-mode constitutes a one-dimensional atom. A coherent and efficiently coupled one-dimensional atom provides a large nonlinearity, enabling photonic quantum gates. Achieving a high coupling efficiency ($\beta$-factor) and low dephasing is challenging. Here, we use a semiconductor quantum dot in an open microcavity as an implementation of a one-dimensional atom. With a weak laser input, we achieve an extinction of $99.2\%$ in transmission and a concomitant bunching in the photon statistics of $g^{(2)}(0) = 587$, showcasing the reflection of the single-photon component and the transmission of the multi-photon components of the coherent input. The tunable nature of the microcavity allows $\beta$ to be adjusted and gives control over the photon statistics -- from strong bunching to anti-bunching -- and the phase of the transmitted photons. We obtain excellent agreement between experiment and theory by going beyond the single-mode Jaynes-Cummings model. Our results pave the way towards the creation of exotic photonic states and two-photon phase gates.
- Abstract（参考訳）: 単一光学モードにおける光子と相互作用する量子エミッタは1次元原子を構成する。
コヒーレントで効率的に結合された1次元原子は大きな非線形性を提供し、フォトニック量子ゲートを可能にする。
高い結合効率($-factor)と低いデフォーカスを達成することは難しい。
ここでは、1次元原子の実装として、オープンマイクロキャビティ内の半導体量子ドットを用いる。
弱いレーザー入力により、送信における99.2\%$の消滅と、光子統計における$g^{(2)}(0) = 587$の混束を達成し、単一光子成分の反射とコヒーレント入力の多重光子成分の透過を示す。
マイクロキャビティのチューニング可能な性質により、$\beta$は調整でき、強い束縛から反膨らみまでの光子統計と送信された光子の位相を制御できる。
単一モードのJaynes-Cummingsモデルを超えることによって、実験と理論の間に優れた一致が得られる。
この結果は、エキゾチックなフォトニック状態と2光子相ゲートの創出への道を開くものである。
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