論文の概要: Quadruply Bonded Mo$_2$ Molecules: An Emitter-Resonator Integrated Quantum System in Free Space

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.01453v2
• Date: Wed, 22 Jan 2025 00:39:56 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-01-23 13:28:31.461344
• Title: Quadruply Bonded Mo$_2$ Molecules: An Emitter-Resonator Integrated Quantum System in Free Space
• Title（参考訳）: 四重結合Mo$_2$分子:自由空間におけるエミッタ共振器統合量子システム
• Authors: Miao Meng, Ying Ning Tan, Zi Cong He, Zi Hao Zhong, Jia Zhou, Yu Li Zhou, Guang Yuan Zhu, Chun Y. Liu,
• Abstract要約: 四重結合されたMo$$ユニットは、周囲の条件下で可視光の光子をトラップすることができることを示す。 この研究から得られた知見は、金属-金属結合化学、分子物理学、量子光学の理解を深めた。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.43306583591203884
• License:
• Abstract: In recent decades, significant progress has been made in construction and study of individual quantum systems consisting of the basic single matter and energy particles, i.e., atoms and photons, which show great potentials in quantum computation and communication. Here, we demonstrate that the quadruply-bonded Mo$_2$ unit of the complex can trap photons of visible light under ambient conditions, producing intense local electromagnetic (EM) field that features squeezed states, photon antibunching, and vacuum Rabi splitting. Our results show that both the electronic and vibrational states of the Mo$_2$ molecule are modified by coherent coupling with the scattered photons of the Mo$_2$ unit, as evidenced by the Rabi doublet4 and the Mollow triplet in the incoherent resonance fluorescence and the Raman spectra. The Mo$_2$ molecule, acting as an independent emitter-resonator integrated quantum system, allows optical experiments to be conducted in free space, enabling fundamental quantum phenomena to be observed through conventional spectroscopic instrumentation. This provides a new platform for study of field effects and quantum electrodynamics (QED) in the optical domain. The insights gained from this study advance our understanding in metal-metal bond chemistry, molecular physics and quantum optics, with applications in quantum information processing, optoelectronic devices and control of chemical reactivity.
• Abstract（参考訳）: 近年では、量子計算と通信において大きなポテンシャルを示す原子や光子など、基本的な単一物質とエネルギー粒子からなる個々の量子系の構築と研究において大きな進展が見られた。 ここでは、四重結合されたMo$2$ユニットは、周囲の条件下で可視光の光子をトラップし、強い局所電磁場を発生させ、励起状態、光子アンチバンチング、真空ラビ分裂を特徴とすることを示した。 この結果から,Mo$_2$分子の電子状態と振動状態は,Rabi doublet4とMolow trittで示されるように,Mo$_2$ユニットの散乱光子とのコヒーレントカップリングによって変化することがわかった。 Mo$_2$分子は独立なエミッタ共振器統合量子系として作用し、光学実験を自由空間で行うことができ、従来の分光計で基本的な量子現象を観測することができる。 これは、光学領域における場効果と量子電磁力学(QED)の研究のための新しいプラットフォームを提供する。 この研究から得られた知見は、金属-金属結合化学、分子物理学、量子光学の理解を深め、量子情報処理、光電子デバイス、化学反応性の制御に応用した。

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