論文の概要: Unconventional and robust light-matter interactions based on the non-Hermitian skin effect

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.09826v3
• Date: Wed, 22 Jan 2025 16:56:36 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-01-23 13:29:22.718038
• Title: Unconventional and robust light-matter interactions based on the non-Hermitian skin effect
• Title（参考訳）: 非エルミート皮膚効果に基づく非伝統的および頑健な光-物質相互作用
• Authors: Lei Du, Anton Frisk Kockum,
• Abstract要約: 本研究では,量子エミッタと原型Hatano-Nelsonモデルとの連成な光-マター相互作用について検討する。 我々は、様々な不完全性に対する力学の堅牢性に注目し、基礎となるメカニズムを解明する。 これらの結果は、工学的エキゾチックスピンハミルトニアンと量子ネットワークに潜在的に応用できる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.346671070856618
• License:
• Abstract: Lattice models featuring the non-Hermitian skin effect have attracted rapidly growing interest due to their nontrivial spectral topology and the exotic field dynamics they enable. Such non-Hermitian lattices provide a promising paradigm for engineering exotic light-matter interactions which benefit from the intrinsic chirality and unconventional (non-Bloch) band theory. Here we study a series of unconventional light-matter interactions between quantum emitters and the prototypical Hatano--Nelson model, and briefly discuss the case with an extended lattice model dubbed the bosonic Kitaev chain. We focus on the robustness of the dynamics against various imperfections and elucidate the underlying mechanisms. We consider both small emitters, which interact with the lattice at single sites, and giant emitters coupling at multiple sites. The latter exhibit an exclusive amplification mechanism, which we find enables decoherence-free dynamics even in the presence of extra dissipation in the system. The protection from dissipation arises from the cooperation of the non-Hermiticity and the self-interference effect, and is therefore lacking for small emitters. These results not only provide deeper insights into the interplay of non-Hermiticity and various interference effects, but also have potential applications in engineering exotic spin Hamiltonians and quantum networks.
• Abstract（参考訳）: 非エルミート皮膚効果を特徴とする格子モデルは、非自明なスペクトルトポロジーと、それらが実現可能なエキゾチック場力学により、急速に関心が高まりつつある。 このような非エルミート格子は、内在的キラリティと非伝統的(非ブロッホ)バンド理論の恩恵を受けるような、エキゾチックな光-物質相互作用の工学的パラダイムを提供する。 ここでは、量子エミッタと原型ハナノ・ネルソンモデルとの一連の非伝統的な光-物質相互作用について検討し、ボソニック・キタエフ連鎖と呼ばれる拡張格子モデルを用いてその事例を簡潔に議論する。 我々は、様々な不完全性に対する力学の堅牢性に注目し、基礎となるメカニズムを解明する。 単一地点で格子と相互作用する小型エミッタと,複数の地点で結合する巨大エミッタの両方を考える。 後者は排他的増幅機構を示し, システムに余剰散逸が存在する場合でもデコヒーレンスフリーのダイナミクスを可能にする。 消散からの保護は、非ハーモニティと自己干渉効果の協調から生じ、したがって小さなエミッターには不足している。 これらの結果は、非ハーモニティ性や様々な干渉効果の相互作用に関する深い洞察を与えるだけでなく、工学的エキゾチックスピンハミルトニアンや量子ネットワークにも応用できる可能性がある。

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