論文の概要: Controlling Markovianity with Chiral Giant Atoms

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.15556v2
• Date: Fri, 9 Aug 2024 20:35:07 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-08-13 23:57:57.442132
• Title: Controlling Markovianity with Chiral Giant Atoms
• Title（参考訳）: キラル巨大原子によるマルコビアン性制御
• Authors: Federico Roccati, Dario Cilluffo,
• Abstract要約: 巨大原子物理学の目印は、自己コヒーレントフィードバックの形での非マルコフ的特徴である。 結合の位相を調整することで、巨大原子が正反対のマルコフ状態に入ることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Giant artificial atoms are promising and flexible building blocks for the implementation of analog quantum simulators. They are realized via a multi-local pattern of couplings of two-level systems to a waveguide, or to a two-dimensional photonic bath. A hallmark of giant-atom physics is their non-Markovian character in the form of self-coherent feedback, leading, e.g., to non-exponential atomic decay. The timescale of their non-Markovianity is essentially given by the time delay proportional to the distance between the various coupling points. In parallel, with the state-of-the-art experimental setups, it is possible to engineer complex phases in the atom-light couplings. Such phases simulate an artificial magnetic field, yielding a chiral behavior of the atom-light system. Here, we report a surprising connection between these two seemingly unrelated features of giant atoms, showing that the chirality of a giant atom controls its Markovianity. In particular, by adjusting the couplings' phases, a giant atom can, counterintuitively, enter an exact Markovian regime irrespectively of any inherent time delay. We illustrate this mechanism as an interference process and via a collision model picture. Our findings significantly advance the understanding of giant atom physics, and open new avenues for the control of quantum nanophotonic networks.
• Abstract（参考訳）: 巨大人工原子はアナログ量子シミュレータの実装のために有望で柔軟なビルディングブロックである。 それらは、2レベル系の多局所的な結合パターンから導波路、または2次元フォトニックバスへと実現される。 巨大原子物理学の目印は、非マルコフ的特性であり、自己コヒーレントなフィードバックの形で、例えば、非指数的原子崩壊へと導かれる。 それらの非マルコビアン性の時間スケールは、本質的には様々な結合点間の距離に比例する時間遅延によって与えられる。 並行して、最先端の実験装置により、原子-光結合の複雑な位相を設計することができる。 このような位相は人工磁場をシミュレートし、原子-光系のキラルな挙動をもたらす。 ここでは、巨大な原子のキラリティーがマルコビアン性を制御することを示すために、これら2つの無関係な巨大原子の特徴の間の驚くべき関係を報告します。 特に、カップリングの位相を調整することで、巨大原子は本質的に時間遅延に拘わらず正反対のマルコフ状態に入ることができる。 本稿では,この機構を干渉過程および衝突モデル図を用いて記述する。 我々の発見は、巨大原子物理学の理解を著しく前進させ、量子ナノフォトニクスネットワークの制御のための新たな道を開いた。

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