論文の概要: Selective band interaction and long-range hopping in a structured environment with giant atoms

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2501.07254v1
• Date: Mon, 13 Jan 2025 12:05:05 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-01-14 14:23:31.950907
• Title: Selective band interaction and long-range hopping in a structured environment with giant atoms
• Title（参考訳）: 巨大原子を含む構造環境における選択的バンド相互作用と長距離ホッピング
• Authors: Ying Xia, Jia-Qi Li, Xin Wang,
• Abstract要約: 分散バンドとフラットバンドの両方を特徴とする1次元のラグ格子を提案する。 結合点間の相対位相を変調することにより、巨大原子はどちらのバンドとも選択的に相互作用する。 両方のバンドと同時に相互作用する小さな原子とは異なり、制御可能な位相を持つ単一の巨大原子は分散または平らなバンドとのみ相互作用する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.785663101500088
• License:
• Abstract: Giant atoms, which couple to the environment at multiple discrete points, exhibit various nontrivial phenomena in quantum optics due to their nonlocal couplings. In this study, we propose a one-dimensional cross-stitch ladder lattice featuring both a dispersive band and a flat band. By modulating the relative phase between the coupling points, the giant atom selectively interacts with either band. First, we analyze the scenario where the dispersive and flat bands intersect at two points, and the atomic frequency lies within the band. Unlike the small atom, which simultaneously interacts with both bands, a single giant atom with a controllable phase interacts exclusively with the dispersive or flat band. Second, in the bandgap regime, where two atoms interact through bound-state overlaps manifesting as dipole-dipole interactions, we demonstrate that giant atoms enable deterministic long-range hopping and energy exchange with higher fidelity compared to small atoms. These findings provide promising applications in quantum information processing, offering enhanced controllability and selectivity for quantum systems and devices.
• Abstract（参考訳）: 複数の離散点の環境に結合する巨大原子は、その非局所結合のため、量子光学において様々な非自明な現象を示す。 本研究では,分散バンドとフラットバンドを兼ね備えた一次元ラグ格子を提案する。 結合点間の相対位相を変調することにより、巨大原子はどちらのバンドとも選択的に相互作用する。 まず、分散帯域と平坦帯域が2つの点で交差し、原子周波数がバンド内に存在するシナリオを分析する。 両方のバンドと同時に相互作用する小さな原子とは異なり、制御可能な位相を持つ単一の巨大原子は分散または平らなバンドとのみ相互作用する。 第二に、2つの原子が双極子-双極子相互作用として表される境界状態の重なりを通じて相互作用するバンドギャップ状態において、巨大原子が決定論的長距離ホッピングとエネルギー交換を、小原子と比較して高い忠実度で可能であることを示す。 これらの発見は量子情報処理における有望な応用を提供し、量子システムやデバイスに対する制御性と選択性の向上を提供する。

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