論文の概要: Robust qubit interactions mediated by photonic topological edge states

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.21217v1
• Date: Mon, 28 Jul 2025 18:00:02 GMT
• ステータス: 情報取得中
• システム内更新日: 2025-07-30 13:45:41.003079
• Title: Robust qubit interactions mediated by photonic topological edge states
• Title（参考訳）: フォトニックトポロジカルエッジ状態によるロバスト量子相互作用
• Authors: Boris Gurevich, Weihua Xie, Mohsen Yarmohammadi, Michael H. Kolodrubetz,
• Abstract要約: 2次元ホフシュタッター格子の位相的に保護されたエッジ状態による2つの空間分離量子ビットのカップリングについて検討する。 このハイブリッドプラットフォームでは、量子ビットは格子の異なるエッジサイトと結合され、トポロジカルエッジモードを介する長距離相互作用を可能にする。 解析の結果, 有効結合は, 量子ビット配置, エネルギーデチューニング, エッジスペクトルの位相特性に非常に敏感であることが判明した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: We investigate the coupling of two spatially separated qubits via topologically protected edge states in a two-dimensional Hofstadter lattice. In this hybrid platform, the qubits are coupled to distinct edge sites of the lattice, enabling long-range interactions mediated by topological edge modes. We solve the full system Hamiltonian and analyze the resulting eigenstate structure to uncover the conditions under which coherent qubit interactions emerge. Our analysis reveals that the effective coupling is highly sensitive to the qubit placement, energy detuning, and the topological character of the edge spectrum. We obtain an analytical solution that goes beyond the perturbative regime, capturing the full interplay between the qubits and edge modes. These results provide a foundation for exploring information transport and many-body effects in engineered quantum systems where interactions are mediated by topological edge modes.
• Abstract（参考訳）: 2次元ホフシュタッター格子の位相的に保護されたエッジ状態による2つの空間分離量子ビットのカップリングについて検討する。 このハイブリッドプラットフォームでは、量子ビットは格子の異なるエッジサイトと結合され、トポロジカルエッジモードを介する長距離相互作用を可能にする。 我々は、ハミルトニアンの完全な系を解き、結果の固有状態構造を分析し、コヒーレントな量子ビット相互作用が出現する条件を明らかにする。 解析の結果, 有効結合は, 量子ビット配置, エネルギーデチューニング, エッジスペクトルの位相特性に非常に敏感であることが判明した。 我々は、量子ビットとエッジモードの間の完全な相互作用をキャプチャし、摂動状態を超えて解析解を得る。 これらの結果は、トポロジカルエッジモードによって相互作用が媒介されるエンジニアリング量子システムにおいて、情報伝達と多体効果を探索する基盤を提供する。

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