論文の概要: Adding Photonic Entanglement to Superradiance by Using Multilevel Atoms

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.13655v2
• Date: Wed, 08 Jan 2025 15:55:40 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-01-09 14:53:18.758248
• Title: Adding Photonic Entanglement to Superradiance by Using Multilevel Atoms
• Title（参考訳）: マルチレベル原子を用いた超放射光へのフォトニックエンタングルメントの追加
• Authors: Amir Sivan, Meir Orenstein,
• Abstract要約: マルチレベル原子のアンサンブルによって 放出される光子状態は 極度に自由度が 絡み合っている ここでは、この集合放出過程が、絡み合った光子の高速で明るく決定論的な源候補であることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: We show here that the photonic states emitted by ensembles of multilevel atoms via a superradiance process exhibit entanglement in the modal (frequency) degree of freedom, making this collective emission process a favorable candidate for a fast, bright and deterministic source of entangled photons. This entanglement is driven by two mechanisms: (i) selective excitation of the atomic ensemble to a superposition state and (ii) degeneracies of the optical transitions due to internal structure of the emitting atoms. The latter induces intricate non-radiative virtual transitions in the ensemble, which create interatomic correlations that are imprinted onto the emitted photons. One of the important outcomes of this complexity is the generation of mode-independent entangled multiphoton states. In addition, we study the dynamics of the correlations of the superradiating multilevel atom ensembles, and demonstrate a case where they exhibit beating in steady-state due to the aforementioned virtual transitions.
• Abstract（参考訳）: ここでは、マルチレベル原子のアンサンブルによって放出されるフォトニック状態が、変調(周波数)自由度における絡み合いを示し、この集合放出過程が、高速で明るく決定論的な光子源として好適な候補となることを示す。 この絡み合いは2つのメカニズムによって引き起こされる。 一 原子アンサンブルの重畳状態への選択的励起及び (II)発光原子の内部構造による光遷移の退化。 後者はアンサンブル内の複雑な非放射性仮想遷移を誘導し、励起された光子に印加される原子間相関を生成する。 この複雑さの重要な結果の1つは、モード非依存の多光子状態の生成である。 さらに,超放射性多層原子アンサンブルの相関関係のダイナミクスについて検討し,上述の仮想遷移による定常状態のビートを示す事例を示した。

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