論文の概要: Quasi-degenerate resonant eigenstate doublets of two quantum emitters in a closed waveguide

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.14371v2
• Date: Wed, 10 Sep 2025 10:15:49 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-09-11 15:16:52.135733
• Title: Quasi-degenerate resonant eigenstate doublets of two quantum emitters in a closed waveguide
• Title（参考訳）: 閉導波路における2つの量子エミッタの準退化共振固有状態二重項
• Authors: Ammara Ammara, Paolo Facchi, Saverio Pascazio, Francesco V. Pepe, Debmalya Das,
• Abstract要約: 線形導波路モードに結合した一対の同一エミッタの準退化共振ダブレットの存在について検討する。 準退化二重項の同定は、特定のエネルギー範囲において、エミッタ・導波管系を効果的に2段階の系として操作する可能性を開く。
• 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: The physics of systems of quantum emitters in waveguide quantum electrodynamics is significantly influenced by the relation between their spatial separation and the wavelength of the emitted photons. If the distance that separates a pair of emitters meets specific resonance conditions, the photon amplitudes produced from decay may destructively interfere. In an infinite-waveguide setting, this effect gives rise to bound states in the continuum, where a photon remains confined between the emitters. In the case of a finite-length waveguide with periodic boundary conditions, there exist two such relevant distances for a given arrangement of the quantum emitters, leading to states in which a photon is confined to either the shorter or the longer path that connects the emitters. If the ratio of the shorter and the longer path is a rational number, these two kinds of resonant eigenstates are allowed to co-exist for the same Hamiltonian. In this paper, we investigate the existence of quasi-degenerate resonant doublets of a pair of identical emitters coupled to a linear waveguide mode. The states that form the doublet are searched among the ones in which a single excitation tends to remain bound to the emitters. We investigate the spectrum in a finite range around degeneracy points to check whether the doublet remains well separated from the closest eigenvalues in the spectrum. The identification of quasi-degenerate doublets opens the possibility to manipulate the emitters-waveguide system as an effectively two-level system in specific energy ranges, providing an innovative tool for quantum technology tasks.
• Abstract（参考訳）: 導波路量子電磁力学における量子エミッタ系の物理は、その空間分離と放射光子の波長の関係に大きく影響される。 一対のエミッターを分離する距離が特定の共鳴条件を満たす場合、崩壊によって生じる光子振幅は破壊的に干渉する。 無限導波路の設定では、この効果は、光子が放出子の間に閉じ込められている連続体における境界状態を引き起こす。 周期的な境界条件を持つ有限長導波路の場合、量子エミッタの所定の配置には2つの関連した距離が存在し、光子がエミッタを接続する短い経路または長い経路に制限される状態に繋がる。 短経路と長経路の比が有理数であれば、これらの2種類の共鳴固有状態は同じハミルトニアンに対して共存することが許される。 本稿では,線形導波路モードに結合した一対の同一エミッタの準退化共振ダブレットの存在について検討する。 ダブルトを形成する状態は、1つの励起がエミッターに束縛される傾向にある状態の中で探索される。 縮退点付近の有限範囲のスペクトルを調査し、スペクトルの最も近い固有値から二重項が十分に分離されているかどうかを確認する。 準退化二重項の同定は、特定のエネルギー範囲においてエミッタ・導波管系を効果的に2段階のシステムとして操作する可能性を開き、量子技術タスクの革新的なツールを提供する。

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