論文の概要: Controlling Excitation Localization in Waveguide QED Systems

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.20878v1
• Date: Tue, 27 May 2025 08:24:51 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-05-28 17:05:58.510965
• Title: Controlling Excitation Localization in Waveguide QED Systems
• Title（参考訳）: 導波路QEDシステムにおける励起局在制御
• Authors: C. -Y. Lee, K. -T. Lin, G. -D. Lin, H. H. Jen,
• Abstract要約: 導波路に結合した量子エミッタにおける局所化と長期集団トラップについて検討した。 局所化を引き起こす2つのメカニズムは、幾何学的に誘導されるサブラジオアンスと、障害によって引き起こされるアンダーソンのような閉じ込めである。 これらの結果は、導波路QED系における長寿命量子状態の工学的手法として幾何学と障害を確立する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.4999814847776098
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We theoretically investigate excitation dynamics in one-dimensional arrays of quantum emitters coupled to a waveguide, focusing on localization and long-time population trapping. By combining time-domain simulations with spectral analysis of an effective non-Hermitian Hamiltonian, we identify two distinct mechanisms that give rise to localization: geometry-induced subradiance and disorder-induced Anderson-like confinement. Spatially modulated emitter arrangements--such as single- and double-Gaussian transverse profiles--enable long-lived subradiant modes even in the absence of disorder, with decay rates that can be finely controlled via geometric parameters. In contrast, localization in uniform arrays emerges only when disorder breaks spatial symmetry and suppresses collective emission through interference. We track the crossover between geometric and disorder-induced regimes, finding that double-Gaussian profiles exhibit clear spatial signatures of this transition, while single-Gaussian configurations display more gradual changes. These results establish geometry and disorder as complementary tools for engineering long-lived quantum states in waveguide QED systems, with direct relevance for scalable implementations in photonic platforms.
• Abstract（参考訳）: 導波管に結合した1次元量子エミッタアレイの励起ダイナミクスを理論的に検討し,局所化と長期集団トラップに着目した。 時間領域シミュレーションと有効非エルミートハミルトニアンのスペクトル解析を組み合わせることで、局所化を引き起こす2つの異なるメカニズムを同定する。 空間的に変調されたエミッター配置 - 単一ガウスおよび二重ガウスの逆プロファイルなど- は、乱れがなくても長寿命のサブラジアントモードを許容し、幾何学的パラメータによって細かく制御できる崩壊率を持つ。 対照的に、均一配列の局在は、障害が空間対称性を破り、干渉による集団放出を抑制する場合にのみ現れる。 我々は、幾何学と障害によって引き起こされる状態の交叉を追跡し、二重ガウスのプロファイルは、この遷移の明確な空間的シグネチャを示すのに対して、単ガウスの配置はより段階的な変化を示すのに対して、二重ガウスのプロファイルは、より明確な空間的シグネチャを示す。 これらの結果は、導波路QEDシステムにおける長寿命量子状態の工学を補完するツールとして幾何学と障害を確立し、フォトニックプラットフォームにおけるスケーラブルな実装に直接関連している。

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