論文の概要: Photon routing in disordered chiral waveguide QED ladders: Interplay between photonic localization and collective atomic effects
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.00346v1
- Date: Sat, 29 Jun 2024 07:24:32 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-07-04 03:35:30.653497
- Title: Photon routing in disordered chiral waveguide QED ladders: Interplay between photonic localization and collective atomic effects
- Title（参考訳）: 乱れたキラル導波路QEDはしごにおける光子ルーティング:光子局在と集団原子効果の相互作用
- Authors: Nishan Amgain, Imran M. Mirza,
- Abstract要約: 本稿では,多エミッタ乱れキラル導波路量子電気力学ラグにおける単一光子ルーティング方式について検討する。
結果は、不完全なエミッタトラップの現実的な条件下での量子ネットワークと分散量子コンピューティングの応用を見出すことができる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: In recent years, photon routing has garnered considerable research activity due to its key applications in quantum networking and optical communications. This paper studies the single photon routing scheme in many-emitter disordered chiral waveguide quantum electrodynamics (wQED) ladders. The wQED ladder consists of two one-dimensional lossless waveguides simultaneously and chirally coupled with a chain of dipole-dipole interacting two-level quantum emitters (QEs) or atoms. In particular, we analyze how a departure from the periodic placement of the QEs due to temperature-induced position disorder can impact the routing probability. This involves analyzing how the interplay between the collective atomic effects originating from the dipole-dipole interaction and disorder in the atomic location leading to single-photon localization can change the routing probabilities. As for some key results, we find that the routing probability exhibits a considerable improvement (more than $90\%$ value) for periodic and disordered wQED ladders when considering lattices consisting of twenty QEs. This robustness of collective effects against spontaneous emission loss and weak disorders is further confirmed by examining the routing efficiency and localization length for up to twenty QE chains. These results may find applications in quantum networking and distributed quantum computing under the realistic conditions of imperfect emitter trappings.
- Abstract（参考訳）: 近年、光子ルーティングは量子ネットワークや光通信における重要な応用のために、かなりの研究活動を行っている。
本稿では、多エミッタ乱れキラル導波路量子電磁力学(wQED)はしごにおける単一光子ルーティング方式について検討する。
wQEDはしごは、同時に2つの1次元ロスレス導波路と、2レベル量子エミッタ(QE)または原子と相互作用する双極子-双極子鎖からなる。
特に,温度誘起位置障害によるQEsの周期的配置からの離脱がルーティングの確率にどのように影響するかを分析する。
これは、双極子-双極子相互作用から生じる集合的原子効果と、単一光子局在に繋がる原子位置における障害との相互作用が、ルーティング確率をどのように変化させるかを分析することを含む。
いくつかの重要な結果について、20QEからなる格子を考慮した場合、ルーティング確率は周期的および不規則なwQEDラグに対してかなりの改善(90\%以上の値)を示すことが分かる。
最大20個のQE鎖の経路効率および局在長を調べた結果, この集団効果が自然放出損失や弱い障害に対するロバスト性も確認できた。
これらの結果は、不完全なエミッタトラップの現実的な条件下での量子ネットワークや分散量子コンピューティングに応用できるかもしれない。
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