論文の概要: Nano-Electromagnetic Super-dephasing in Collective Atom-Atom Interactions

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.18816v1
• Date: Thu, 29 Feb 2024 02:55:59 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-03-01 16:26:01.051536
• Title: Nano-Electromagnetic Super-dephasing in Collective Atom-Atom Interactions
• Title（参考訳）: 集合原子-原子間相互作用におけるナノ電気磁気スーパーデファスメント
• Authors: Wenbo Sun, Adrian E. Rubio L\'opez, Zubin Jacob
• Abstract要約: 損失物質界面近傍のフォトニック環境において,ナノ・EMスーパーデフォーカス現象を導入する。 我々は, 磁性体, 金属, 超伝導体近傍のナノ・EM超脱落挙動の普遍性を明らかにする。 我々は、スケーラブルな量子システムのための興味深いフロンティアを開くために、スーパーデフォーカスを実験的に分離し、制御する方法を示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 9.679706891325543
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Pure dephasing and spontaneous emission are two non-unitary processes of atoms or spins interacting with fluctuating electromagnetic (EM) modes. Collective spontaneous emission (e.g., superradiance) originates from interactions with EM modes in resonance with atoms and has received considerable attention. Meanwhile, the analogous collective dephasing phenomena remain poorly understood. Here, we introduce the nano-EM super-dephasing phenomenon arising in the photonic environment near lossy material interfaces. We show that this effect is enhanced by over 10 orders of magnitude compared to free space or photonic cavities due to the presence of long-range correlations in low-frequency evanescent EM fluctuations. We unravel the universality of nano-EM super-dephasing behaviors near ferrimagnets, metals, and superconductors and their dependence on low-frequency material properties. We demonstrate that the scaling of nano-EM super-dephasing is independent of EM modes' wavelengths and differs from the conventional $N^2$ scaling of superradiance by analyzing the decoherence of entangled states, including GHZ states. Finally, we show how to experimentally isolate and control super-dephasing to open interesting frontiers for scalable quantum systems.
• Abstract（参考訳）: 純脱落と自然放出は、変動する電磁(EM)モードと相互作用する原子またはスピンの2つの非単位過程である。 集団自発的放出(例えば超放射)は、原子と共鳴してemモードと相互作用し、かなりの注目を集めている。 一方、類似の集団的否定現象は未だよく分かっていない。 本稿では,材料界面近傍のフォトニック環境で発生するナノエムスーパーデファスメント現象について紹介する。 この効果は,低周波エバネッセンスEM変動における長距離相関の存在により,自由空間やフォトニックキャビティと比較して10桁以上向上することを示した。 我々は, 強磁性体, 金属, 超伝導体近傍におけるナノエム超強調挙動の普遍性と低周波材料特性依存性を明らかにする。 我々は,ナノ-EMスーパーデフォーカスのスケーリングがEMモードの波長に依存しないことを実証し,GHZ状態を含む絡み合った状態のデコヒーレンスを分析することにより,従来のN^2$超輝度のスケーリングと異なることを示した。 最後に、スケーラブルな量子システムのための興味深いフロンティアを開くために、超強調を実験的に分離し、制御する方法を示す。

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