論文の概要: Strongly Confined Atomic Excitation Localization in a Weakly-Driven Atom-Waveguide Interface
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.14098v1
- Date: Thu, 21 Nov 2024 13:04:22 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-11-22 15:18:44.756449
- Title: Strongly Confined Atomic Excitation Localization in a Weakly-Driven Atom-Waveguide Interface
- Title(参考訳): 弱駆動原子導波路界面における強い収束原子励起局在
- Authors: Shao-Hung Chung, Wei Chen, H. H. Jen,
- Abstract要約: フォトニック結晶導波路に結合した原子配列は、強く結合した量子界面を形成する。
入射場が原子を非対称な角度で両側から駆動する際の定常分布について検討する。
また, 対称走行相下での非駆動原子によって第3のゾーンが生成される欠陥駆動方式も検討する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 4.608193506134334
- License:
- Abstract: An atomic array coupled to a photonic crystal waveguide forms a strongly coupled quantum interface, exhibiting various intriguing collective features of quantum dynamics. Here we consider a homogeneous atomic array and theoretically investigate its steady-state distribution when the incident fields drive the atoms from both sides at asymmetric angles. This effectively creates an interface shared by two zones of atoms under different driving angles. This setup introduces a competition between photon-mediated dipole-dipole interactions and the directionality of coupling, while differences of the travelling phases from the incident angles further influence the overall steady-state behavior. Under this asymmetric driving scheme, the presence of strongly confined localization can be identified, where localization can occur either at the interface or at one of edges. Additionally, we examine the size effect on the atomic localization, deriving an empirical formula to predict parameter regimes that favor interfaced localization. We also consider a defect-driving scheme, where a third zone is created by undriven atoms under symmetric travelling phases. This results in strongly confined single-site excitation localization, which can be explained through analytical solutions under the reciprocal coupling. Finally, we propose several methods for precise control of multiple single-site localizations under the defect-driving scheme. Our results provide insights into driven-dissipative quantum systems with nonreciprocal couplings and pave the way for quantum simulation of exotic many-body states relevant to quantum information applications.
- Abstract(参考訳): フォトニック結晶導波路に結合した原子配列は強く結合した量子界面を形成し、量子力学の様々な興味深い集合的特徴を示す。
ここでは、等質原子配列を考察し、入射場が非対称角度で両側から原子を駆動するとき、その定常分布を理論的に検討する。
これにより、異なる駆動角度の下で2つの原子のゾーンで共有される界面を効果的に生成する。
このセットアップは光子を介する双極子-双極子相互作用とカップリングの方向性の競合を導入する一方で、入射角度からの進行相の違いは全体の定常状態の挙動にさらに影響を及ぼす。
この非対称な駆動スキームの下では、強い閉じ込められた局所化の存在を特定できる。
さらに,原子局在化に対するサイズ効果について検討し,界面局在化を好むパラメータ状態を予測する実験式を導出した。
また, 対称走行相下での非駆動原子によって第3のゾーンが生成される欠陥駆動方式も検討する。
この結果、強い閉じ込められた単一サイト励起ローカライゼーションが、相互結合の下で解析的な解によって説明できる。
最後に、欠陥駆動方式の下で複数の単一サイト位置決めを正確に制御するためのいくつかの手法を提案する。
本研究は,非相互カップリングによる駆動散逸型量子システムに関する知見を提供し,量子情報応用に関連する異方性多体状態の量子シミュレーションの方法を明らかにする。
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