論文の概要: Subradiance and Superradiant Long Range Excitation Transport among Quantum Emitter Ensembles in a Waveguide
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.07833v2
- Date: Thu, 16 May 2024 08:32:01 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-05-17 13:02:53.317566
- Title: Subradiance and Superradiant Long Range Excitation Transport among Quantum Emitter Ensembles in a Waveguide
- Title（参考訳）: 導波路における量子エミッタのサブ放射と超放射長距離励起輸送
- Authors: Martin Fasser, Laurin Ostermann, Helmut Ritsch, Christoph Hotter,
- Abstract要約: 導波路では、量子エミッタは驚くほど長い距離にわたって周期的な振舞いを示す。
本稿では、この長距離周期性を利用して高励起サブラジアント状態を生成する新しいセットアップを提案する。
多数のエミッタに対して、高速な横コヒーレントパルスは、最大50%の励起を持つほぼ完全なサブラジアント状態を生成することができることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: In contrast to free space, in waveguides the dispersive and dissipative dipole-dipole interactions among quantum emitters exhibit a periodic behavior over remarkably long distances. We propose a novel setup exploiting this long-range periodicity in order to create highly excited subradiant states and facilitate fast controlled collective energy transport amongst far-apart ensembles coupled to a waveguide. For sufficiently large ensembles collective superradiant emission into the fiber modes dominates over its free space counterpart. We show that for a large number of emitters a fast transverse coherent pulse can create almost perfect subradiant states with up to $50\%$ excitation. On the other hand, for a coherent excitation of one sub-ensemble above an overall excitation fraction of $50\%$ we find a nearly lossless and fast energy transfer to the ground state sub-ensemble. This transport can be enhanced or suppressed by controlling the positions of the ensembles relative to each other, while it can also be realized with a random position distribution. In the optimally enhanced case this fast transfer appears as superradiant emission with subsequent superabsorption, yet, without a superradiant decay after the absorption. The highly excited subradiant states as well as the superradiant excitation transfer appear as suitable building blocks in applications like active atomic clocks, quantum batteries, quantum information protocols and quantum metrology procedures such as fiber-based Ramsey schemes.
- Abstract（参考訳）: 自由空間とは対照的に、導波路では、量子エミッタ間の分散性および散逸性双極子-双極子相互作用は驚くほど長い距離にわたって周期的な挙動を示す。
本研究では、この長距離周期性を利用して高励起のサブラジアント状態を作り、導波路に結合した遠方のアンサンブル間の高速制御された集団エネルギー輸送を促進する手法を提案する。
十分に大きなアンサンブルでは、ファイバーモードへの集合超放射が自由空間に支配される。
多数のエミッタに対して、高速な横コヒーレントパルスは、最大50\%の励起を持つほぼ完全なサブラジアント状態を生成することができることを示す。
一方、1つのサブアンサンブルのコヒーレントな励起が総励起率50\%以上の場合、ほとんど損失がなく高速なエネルギー移動が基底状態のサブアンサンブルに現れる。
この輸送は、互いに相対的なアンサンブルの位置を制御することで強化または抑制することができ、またランダムな位置分布でも実現することができる。
最適に強化された場合、この高速移動は、後続の超吸収を伴う超放射能放出として現れるが、吸収後の超放射能崩壊は起こらない。
高励起サブラジアント状態とスーパーラジアント励起移動は、アクティブ原子時計、量子電池、量子情報プロトコル、ファイバーベースのラムゼースキームのような量子メロジカルな手順などの応用において適切な構成ブロックとして現れる。
関連論文リスト
- Collectively enhanced ground-state cooling in subwavelength atomic arrays [0.0]
サブ波長アレイに閉じ込められた原子のサイドバンド冷却方式を提案する。
我々は、原子の内的自由度を断熱的に除去することで、原子運動に対する効果的なマスター方程式を導出する。
このアプローチは、エミッターの密集に基づく将来の量子技術に利用することができる。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-05-28T18:00:05Z) - Super- and subradiant dynamics of quantum emitters mediated by atomic
matter waves [0.0]
原子間物質波を放射する光学格子における量子エミッタの協調力学について検討する。
調整可能な放射相ラグを有する超流動相からの指向性スーパー・サブラディアンスを示す。
我々は放射体に閉じ込められた放射と集合境界状態との結合を観察する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-11-16T00:37:06Z) - Coherent transient exciton transport in disordered polaritonic wires [0.0]
本研究では、不規則極性ワイヤ上の過渡コヒーレント・エクシトン・ウェーブ・パケットのダイナミクスについて検討する。
その結果, 初期波のパケット拡散速度は, 初期励起子運動量分布と有効群速度の重なりによって制御されることがわかった。
この結果から,超高速なコヒーレントエキシトン輸送の最適化の指針として,障害の大きさと偏光子分散を導出した。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-11-14T06:35:04Z) - Collectively enhanced Ramsey readout by cavity sub- to superradiant
transition [0.0]
狭光遷移における超放射能放射の最小閾値を実験的に検証した。
$pi/2$-pulseは、原子を包括的空洞崩壊から保護するサブラジアント状態に配置する。
このスキームは、その速度、単純さ、高感度を特徴とする、原子状態の読み出しに対する根本的に新しいアプローチである。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-06-21T20:18:28Z) - Bound state of distant photons in waveguide quantum electrodynamics [137.6408511310322]
遠い粒子間の量子相関は、量子力学の誕生以来謎のままである。
箱の中の2つの相互作用する粒子の最も単純な1次元のセットアップにおいて、新しい種類の有界量子状態を予測する。
このような状態は導波路量子電磁力学プラットフォームで実現できる。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-03-17T09:27:02Z) - Slowing down light in a qubit metamaterial [98.00295925462214]
マイクロ波領域の超伝導回路は 未だにそのような装置を欠いている
共振導波路に結合した8量子ビットからなる超伝導メタマテリアルにおいて、電磁波の減速を実証した。
本研究は, 超伝導回路の高柔軟性を実証し, カスタムバンド構造を実現することを目的とした。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-02-14T20:55:10Z) - Tunable directional emission and collective dissipation with quantum
metasurfaces [62.997667081978825]
サブラジアント励起は、非常に長い寿命で原子配列を通して伝播する。
これらの励起を利用して、調整可能な指向性発光パターンを得ることができることを実証する。
また、これらの配向放出パターンが集合的異方性散逸結合にどのように変換するかをベンチマークする。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-07-01T14:26:33Z) - Multimode-polariton superradiance via Floquet engineering [55.41644538483948]
我々は、超低温のボソニック原子が近平面のキャビティ内に集まり、遠方偏光レーザーによって駆動されると考えている。
我々は,多くの横方向キャビティモードにおいて,強い分散原子-光子カップリングが同時に達成可能であることを示す。
結果として生じるフロケ分極は、原子雲の励起密度を持つ空洞モードの集合の重ね合わせを含む。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-11-24T19:00:04Z) - Collective radiation from distant emitters [63.391402501241195]
放射界のスペクトルは、標準超輝度を超えた直線幅の拡大のような非マルコフ的特徴を示すことを示す。
本稿では,超伝導回路プラットフォームにおける概念実証実装について論じる。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-06-22T19:03:52Z) - Waveguide Bandgap Engineering with an Array of Superconducting Qubits [101.18253437732933]
局所周波数制御による8つの超伝導トランスモン量子ビットからなるメタマテリアルを実験的に検討した。
極性バンドギャップの出現とともに,超・亜ラジカル状態の形成を観察する。
この研究の回路は、1ビットと2ビットの実験を、完全な量子メタマテリアルへと拡張する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-06-05T09:27:53Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。