論文の概要: Optical cavity as a directional quantum emitter

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.09298v1
• Date: Wed, 14 May 2025 11:29:11 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-05-15 21:44:09.434921
• Title: Optical cavity as a directional quantum emitter
• Title（参考訳）: 指向性量子エミッタとしての光学キャビティ
• Authors: Luiz O. R. Solak, Bruno L. Vermes, Antonio S. M. de Castro, Daniel Z. Rossatto, Celso J. Villas-Boas,
• Abstract要約: 2光子Jaynes-Cummings系に基づく単一光子源について検討し、空洞は原子ではなく量子エミッタとして機能する。 この役割の逆転は、原子損失に対する堅牢性のような特定の利点を提供する。 異なるプラットフォームにまたがる2光子JCモデルを実装する可能性は、制御された単一光子生成の可能性を広げる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Single-photon sources are essential for testing fundamental physics and for the development of quantum technologies. In this work, we theoretically investigate a single-photon source based on a two-photon Jaynes-Cummings system, where the cavity works as the quantum emitter rather than the atom. This role reversal provides certain advantages, such as robustness against atomic losses, as the atom remains in its ground state throughout the entire dynamics. This provides higher efficiency, purity, and indistinguishability compared to sources based on the usual JC model under the same parameter conditions in both models. Another advantage of this system is the possibility of direct conversion of a coherent excitation pulse with one photon on average to a single-photon pulse with efficiency, purity, and indistinguishability above $90\%$. Since the entire excitation pulse is consumed in the generation of a single photon, the system also minimizes energy waste. The potential for implementing the two-photon JC model across different platforms expands the possibilities for controlled single-photon generation in applications in quantum information processing and computation.
• Abstract（参考訳）: 単一光子源は基礎物理学のテストや量子技術の開発に不可欠である。 本研究では、2光子Jaynes-Cummings系に基づく単一光子源を理論的に検討し、空洞は原子ではなく量子エミッタとして機能する。 この役割の逆転は原子の損失に対する堅牢性のような特定の利点をもたらし、原子は動力学全体を通して基底状態のままである。 これにより、両方のモデルで同じパラメータ条件下での通常のJCモデルに基づく情報源と比較して、効率、純度、不明瞭性が向上する。 このシステムのもう1つの利点は、コヒーレント励起パルスを平均して1つの光子と直接変換し、効率、純度、不明瞭度が90 %$を超える1光子パルスに変換することである。 励起パルス全体が単一の光子の生成で消費されるため、システムはエネルギーの無駄を最小化する。 異なるプラットフォームにまたがる2光子JCモデルを実装する可能性は、量子情報処理や計算への応用において、制御された単一光子生成の可能性を広げる。

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