論文の概要: Cooperative emission from two coupled solid-state quantum emitters and its effect on random number generation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.01799v2
- Date: Mon, 19 Aug 2024 13:53:30 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-08-21 01:39:16.040816
- Title: Cooperative emission from two coupled solid-state quantum emitters and its effect on random number generation
- Title（参考訳）: 2つの結合した固体量子エミッタからの協調放出とその乱数生成への影響
- Authors: Madhura Ghosh Dastidar, Aprameyan Desikan, Gniewomir Sarbicki, Vidya Praveen Bhallamudi,
- Abstract要約: ナノピラーに閉じ込められた2つの窒素空孔中心系からの発光光における協調効果の挙動を考察する。
2つのエミッタ間の相互作用を示す因子である$approx 6$により, 一重項と三重項の寿命の劇的な減少を実験的に観察した。
我々は、結合エミッタ系から、低ポンプパワーで、信頼できる量子乱数生成率$sim 200$ kHzを発見した。
- 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 discuss the behaviour of cooperative effects in the emitted light from a system of two nitrogen-vacancy (NV) centers confined in a nanopillar having dimensions close to the wavelength of the excitation pump. We experimentally observe a $g^{(2)}(0) > 0.5 \to 1$ for the coupled emitter system and a drastic decrease in the singlet and triplet lifetimes by a factor of $\approx 6$, indicating an interaction between the two emitters, which indicates superradiant behaviour. We theoretically study the dissipative dynamics of the interaction of the emitter system with the excitation light at a finite temperature for three cases (single emitter, two emitters with and without dipole-dipole coupling) by solving the Lindblad master equation and providing an analytical expression for the second-order correlation function. We observe that from the master equation, the populations and coherences mix for the two emitters' cases. Through this, we support our experimental results and discuss superradiance from our system. Finally, we discover a reliable quantum random number generation rate of $\sim 200$ kHz from the coupled emitter system, at low pump powers.
- Abstract（参考訳）: 励起ポンプの波長に近い寸法のナノピラーに閉じ込められた2つの窒素空孔(NV)中心系の発光光における協調効果の挙動を考察した。
我々は、結合エミッタ系に対して$g^{(2)}(0) > 0.5 \to 1$ を実験的に観察し、超放射能挙動を示す2エミッタ間の相互作用を示す $\approx 6$ の係数で一重項と三重項の寿命の劇的な減少を観察した。
我々は、リンドブラッド・マスター方程式の解法と2階相関関数の解析式を提供することにより、3つのケース(単一エミッタ、双極子結合のない2つのエミッタ)の有限温度におけるエミッタ系と励起光の相互作用の散逸ダイナミクスを理論的に研究する。
主方程式から、2つのエミッターの場合の集団とコヒーレンスが混在していることが観察される。
これにより、実験結果をサポートし、システムからの超輝度について論じる。
最後に、結合エミッタ系から、低ポンプパワーで、信頼性の高い量子乱数生成率$\sim 200$ kHzを発見した。
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