論文の概要: Optimising finite-time photon extraction from emitter-cavity systems

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.10355v2
• Date: Thu, 13 Jun 2024 18:16:57 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-06-17 18:52:34.217818
• Title: Optimising finite-time photon extraction from emitter-cavity systems
• Title（参考訳）: エミッタキャビティ系からの有限時間光子抽出の最適化
• Authors: William J. Hughes, Joseph F. Goodwin, Peter Horak,
• Abstract要約: 本研究では,エミッタキャビティシステムから有限時間単一光子抽出限界を求める手法を開発した。 これらの手法を用いて、有限時間光子抽出の限界とそれらを満たす波束を研究する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We develop methods to find the limits to finite-time single photon extraction from emitter-cavity systems. We first establish analytic upper and lower bounds on the maximum extraction probability from a canonical $\Lambda$-system before developing a numeric method to optimise generic output probabilities from $\Lambda$-systems generalised to multiple ground states. We use these methods to study the limits to finite-time photon extraction and the wavepackets that satisfy them, finding that using an optimised wavepacket ranging between a sinusoidal and exponentially decaying profile can considerably reduce photon duration for a given extraction efficiency. We further optimise the rates of quantum protocols requiring emitter-photon correlation to obtain driving-independent conclusions about the effect of system parameters on success probability. We believe that these results and methods will provide valuable tools and insights for the development of cavity-based single photon sources combining high efficiency and high rate.
• Abstract（参考訳）: 本研究では,エミッタキャビティシステムから有限時間単一光子抽出限界を求める手法を開発した。 まず、正準$\Lambda$-systemから最大抽出確率を解析上および下限に設定し、複数の基底状態に一般化された$\Lambda$-systemsから一般的な出力確率を最適化する数値法を開発する。 これらの手法を用いて、有限時間光子抽出の限界と、それを満足するウェーブパレットについて検討し、正弦波と指数的に減衰するプロファイルの間で最適化されたウェーブパレットを用いることで、与えられた抽出効率の光子持続時間を著しく低減できることを示した。 さらに、エミッタ-光子相関を必要とする量子プロトコルの速度を最適化し、システムパラメータが成功確率に与える影響について駆動非依存の結論を得る。 これらの結果と手法は、高効率と高速度を組み合わせたキャビティベースの単一光子源の開発に有用なツールと洞察を提供すると信じている。

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