論文の概要: Circulators based on Coupled Quantum Anomalous Hall Insulators and Resonators

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.07770v1
• Date: Mon, 12 May 2025 17:21:43 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-05-13 20:21:49.50964
• Title: Circulators based on Coupled Quantum Anomalous Hall Insulators and Resonators
• Title（参考訳）: 結合量子異常ホール絶縁体と共振器を用いた循環器
• Authors: Luis A. Martinez, Nick Du, Nicholas Materise, Sean O' Kelley, Xian Wu, Gang Qiu, Kang L. Wang, P. Gianpaolo, Tony Low, Dong-Xia Qu,
• Abstract要約: 統合プラズモニクスは急速に進歩しており、幅広い機能を単一のチップに組み込むことができる。 非相互デバイスは、システム性能を劣化させる不要なフィードバックを防ぐために不可欠である。 そこで, 非対称結合を用いたトポロジカル循環器は, 入力電力範囲, アイソレーション, 挿入損失を改善できることを示した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 19.42533070986258
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Integrated plasmonics is advancing rapidly, enabling a wide range of functionalities to be incorporated onto a single chip. Applications span information processing, computation, quantum sensing, and dark-matter detection. This progress has driven the development of integrated non-reciprocal devices, which are essential for preventing unwanted feedback that can degrade system performance. While non-reciprocal devices have been realized in edge magnetoplasmon materials via classical interference effects, their operation is often complicated by a dependence on input power. Here, we demonstrate that topological circulators utilizing asymmetric coupling offer improved input power range, isolation, and insertion loss. In this configuration, non-reciprocal behavior arises from the coupling between a chiral edge magnetoplasmonic resonator and LC resonators, leading to non-Hermitian dynamics. The coherent photon-plasmon interaction enables a circulator with up to 50 dB of isolation across a broad range of excitation intensities. This is the first experimental demonstration showing that magnetic topological insulators can support the study of chiral plasmonic cavity quantum electrodynamics at radio frequencies, underscoring their potential to enable chip-scale quantum-classical interfaces in superconducting quantum information processing systems.
• Abstract（参考訳）: 統合プラズモニクスは急速に進歩しており、幅広い機能を単一のチップに組み込むことができる。 アプリケーションは、情報処理、計算、量子センシング、ダークマター検出にまたがる。 この進歩は、システム性能を劣化させるような望ましくないフィードバックを防ぐのに不可欠である、統合された非相互デバイスの開発を促した。 非相互デバイスは古典的な干渉効果によってエッジ磁気プラズモン材料で実現されているが、その動作は入力電力に依存して複雑であることが多い。 そこで, 非対称結合を用いたトポロジカル循環器は, 入力電力範囲, アイソレーション, 挿入損失を改良することを示した。 この構成では、非相互挙動は、キラルエッジ磁気プラズマ共振器とLC共振器の結合から生じ、非エルミート力学に繋がる。 コヒーレント光子-プラズモン相互作用により、幅広い励起強度にわたって最大50dBの分離を持つ循環器が可能である。 これは、磁気トポロジカル絶縁体が、放射周波数におけるキラルプラズモン空洞量子電磁力学の研究を支援し、超伝導量子情報処理システムにおけるチップスケールの量子-古典的インターフェースを実現する可能性を示す最初の実験である。

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