論文の概要: Nonreciprocal routing induced by chirality in an atom-dimer waveguide-QED system
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2502.10121v1
- Date: Fri, 14 Feb 2025 12:40:56 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-02-17 14:45:32.858416
- Title: Nonreciprocal routing induced by chirality in an atom-dimer waveguide-QED system
- Title（参考訳）: 原子-二量導波路-QED系におけるキラル性による非相互ルーティング
- Authors: Shi-Yu Liu, Lin-Lin Jiang, Hai-Zhu, Jie-Qiao Liao, Jin-Feng Huang,
- Abstract要約: 導波路QEDシステムにおける単一光子ルータの実装手法を提案する。
実空間法による単一光子散乱振幅の正確な解析式を得る。
この系が非マルコフ系で機能すると、非対称性係数を調整して単一の光子をオンデマンドで伝達できることが分かる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.331193035062941
- License:
- Abstract: The implementation of quantum routers is an important and desired task in quantum information science, since quantum routers are important components of quantum networks. Here, we propose a scheme for implementing single-photon routers in a waveguide-QED system, which consists of two coupled two-level atoms coupled to two waveguides to form a four-port quantum device. We obtain the exact analytical expressions of the single-photon scattering amplitudes using the real-space method. By taking the propagating time of photons between two coupling points into account or not, we consider the system working in the Markovian and non-Markovian regimes, respectively. In addition, we introduce the chiral coupling, which breaks the symmetry of the waveguide model, to manipulate the transmission of single photons. We find that when the system works in the non-Markovian regime, the single photon can be transmitted on demand by adjusting the asymmetry coefficient. More interestingly, the complete single-photon routing in this device does not require an ideal chiral coupling, loosening the photon transport conditions. This work will motivate the studies concerning the nonreciprocal and chiral quantum devices in the waveguide-QED platform.
- Abstract（参考訳）: 量子ルータは量子ネットワークの重要な構成要素であるため、量子情報科学において量子ルータの実装は重要かつ望ましい課題である。
本稿では、導波管-QED系において、2つの結合された2レベル原子を2つの導波管に結合して4ポート量子デバイスを形成する単一光子ルータを実装する手法を提案する。
実空間法による単一光子散乱振幅の正確な解析式を得る。
2つの結合点間の光子の伝播時間を考慮することにより、マルコフ系と非マルコフ系でそれぞれ機能する系を考える。
さらに、導波路モデルの対称性を破るキラルカップリングを導入し、単一光子の伝達を制御する。
この系が非マルコフ系で機能すると、非対称性係数を調整して単一の光子をオンデマンドで伝達できることが分かる。
さらに興味深いことに、この装置の完全な単一光子ルーティングは、光子輸送条件を緩める理想的なキラル結合を必要としない。
この研究は、導波路-QEDプラットフォームにおける非相互およびカイラル量子デバイスの研究を動機付ける。
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