論文の概要: Tunable Entanglement of Multi-Level Atoms in Photonic Crystals: Leveraging Resonant Dipole Interactions and Quantum Interference

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.18813v1
• Date: Sat, 24 May 2025 18:15:03 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-05-27 16:58:42.673401
• Title: Tunable Entanglement of Multi-Level Atoms in Photonic Crystals: Leveraging Resonant Dipole Interactions and Quantum Interference
• Title（参考訳）: フォトニック結晶における多層原子の可変絡み合い-共鳴双極子相互作用と量子干渉の活用
• Authors: Nancy Ghangas, Shubhrangshu Dasgupta,
• Abstract要約: 共振性双極子-双極子相互作用と量子干渉は、構造されたフォトニック環境における絡み合いのチューニングと安定化のための強力なツールであることを示す。 重要な発見は、共鳴相互作用が、バンドギャップによって誘導されるフォトニック境界状態の局在長と原子間距離が一致したとき、支配的であることを示している。 フォトニックバンドギャップの奥深くに原子励起状態を置くことで、エバネッセントモードを介する共鳴エネルギー交換の指数的抑制による絡み合い振動の減衰が促進されることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We present a comprehensive investigation of entanglement dynamics in multi-level V-type atomic systems embedded within PC cavities. We mainly focus on the synergistic roles of resonant dipole-dipole interactions and quantum interference through analytical modeling and numerical simulations using the Schrodinger equation. In our analysis, we show that resonant dipole-dipole interactions and quantum interference serve as potent tools for tuning and stabilizing entanglement in structured photonic environments. Key findings reveal that resonant interaction dominates when interatomic distances align with the localization length of photonic bound states induced by bandgap which enables coherent coupling via evanescent fields. The entanglement is preserved for extended times when dipoles of each atom are aligned parallel or anti-parallel while a novel oscillatory entanglement mechanism emerges from orthogonally aligned atomic dipoles. It is mainly driven by destructive interference between vacuum-mediated pathways and bandgap-engineered photonic density of states. This mechanism exhibits non-Markovian dynamics, including delayed feedback and entanglement revival. We further demonstrate that positioning the atomic excited states deeper within the photonic bandgap accelerates the decay of entanglement oscillations due to the exponential suppression of resonant energy exchange mediated by evanescent modes.
• Abstract（参考訳）: 我々は,PCキャビティ内に埋め込まれたマルチレベルV型原子系における絡み合いのダイナミクスを包括的に調査する。 我々は主に、シュロディンガー方程式を用いた解析モデルと数値シミュレーションによる共鳴双極子-双極子相互作用と量子干渉の相乗的役割に焦点を当てた。 本研究では,共振性双極子-双極子相互作用と量子干渉が構造フォトニック環境における絡み合いのチューニングと安定化のための強力なツールであることを示す。 重要な発見は、共鳴相互作用が、バンドギャップによって誘導される光性境界状態の局在長と原子間距離が一致し、エバネッセント場を経由したコヒーレントカップリングを可能にするときに支配することを示している。 エンタングルメントは、各原子のダイポールが平行に、あるいは反平行に並んでいるとき、新しい振動エンタングルメント機構が直交した原子ダイポールから現れるとき、長期にわたって保存される。 主に真空媒介経路とバンドギャップを駆動する状態のフォトニック密度の間の破壊的な干渉によって引き起こされる。 このメカニズムは、遅延フィードバックや絡み合いの回復を含む非マルコフ力学を示す。 さらに,光電子バンドギャップ内での原子励起状態の位置決めは,エバネッセントモードを介する共鳴エネルギー交換の指数的抑制による絡み合い振動の減衰を促進させることを示した。

関連論文リスト

• Dissipative stabilization of maximal entanglement between non-identical emitters via two-photon excitation [49.1574468325115]
  2つの非同一の量子放出体は、空洞の中に配置され、2光子共鳴にコヒーレントに励起されると、ほぼ最大エンタングルメントの定常状態に達する。 この機構は、2光子共鳴でエミッタを駆動する際、定常および準安定な絡み合いを生じる現象の複雑なファミリーの1つである。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-06-09T16:49:55Z)
• Spin- and Momentum-Correlated Atom Pairs Mediated by Photon Exchange and Seeded by Vacuum Fluctuations [0.0]
  本研究では, スピンと運動量モードで一対の原子を生成する機構を実験的に実証した。 運動量空間における対の生成とスピン間相関を観測する。 この結果から,量子強調干渉法と量子シミュレーション実験の可能性が期待できる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-03-20T17:59:03Z)
• Resonance fluorescence of a chiral artificial atom [0.28675177318965034]
  マイクロ波光導波路に強い一方向結合を有する超伝導人工原子を実証する。 我々の実証では、キラル量子光学のパラダイムの中で追求されるいくつかの重要な機能を実現するための超伝導ハードウェアプラットフォームが紹介された。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-12-21T22:59:43Z)
• Ultrastrong waveguide QED with giant atoms [0.0]
  我々は超強結合系を扱うために巨大原子の理論を拡張した。 基底状態の仮想光子は接触点の周囲に非指数的に局在するが、パワーローとして崩壊することを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-05-16T18:01:13Z)
• Correlated steady states and Raman lasing in continuously pumped and probed atomic ensembles [68.8204255655161]
  我々は、継続的に光学的に励起され、探査されるアルカリ原子のアンサンブルを考える。 大きな光学深度での光子の集団散乱のため、原子の定常状態は非相関なテンソル生成状態に対応しない。 超ラジアントレーザーのモデルに類似したラマンラシングの機構を発見し,特徴付けする。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-05-10T06:54:54Z)
• Tuning long-range fermion-mediated interactions in cold-atom quantum simulators [68.8204255655161]
  コールド原子量子シミュレータにおける工学的な長距離相互作用は、エキゾチックな量子多体挙動を引き起こす。 そこで本研究では,現在実験プラットフォームで利用可能ないくつかのチューニングノブを提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-03-31T13:32:12Z)
• Molecular Interactions Induced by a Static Electric Field in Quantum Mechanics and Quantum Electrodynamics [68.98428372162448]
  我々は、一様静電場を受ける2つの中性原子または分子間の相互作用を研究する。 我々の焦点は、電場誘起静電分極と分散相互作用への主要な寄与の間の相互作用を理解することである。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-03-30T14:45:30Z)
• Waveguide quantum electrodynamics: collective radiance and photon-photon correlations [151.77380156599398]
  量子電磁力学は、導波路で伝播する光子と局在量子エミッタとの相互作用を扱う。 我々は、誘導光子と順序配列に焦点をあて、超放射および準放射状態、束縛光子状態、および有望な量子情報アプリケーションとの量子相関をもたらす。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-03-11T17:49:52Z)
• Quantum chaos driven by long-range waveguide-mediated interactions [125.99533416395765]
  導波路内の2レベル原子の有限周期配列と相互作用する一対の光子の量子状態について理論的に検討する。 実空間では非常に不規則な波動関数を持つ2つのポラリトン固有状態の計算を行った。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-11-24T07:06:36Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。