論文の概要: Cavity QED based on strongly localized modes: exponentially enhancing single-atom cooperativity
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.04739v1
- Date: Fri, 05 Sep 2025 01:40:25 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-09-08 14:27:25.444516
- Title: Cavity QED based on strongly localized modes: exponentially enhancing single-atom cooperativity
- Title（参考訳）: 強局在モードに基づくキャビティQED--指数関数的に単原子協調性を高める
- Authors: Qian Bin, Ying Wu, Jin-Hua Gao, Aixi Chen, Franco Nori, Xin-You Lü,
- Abstract要約: 空洞量子電磁力学におけるモードの強い局所効果を利用する。
超長い真空ラビ振動の発生と強い光子遮断の発生を示す。
この研究は、長距離量子通信ネットワークの確立におけるアプリケーションにとって大きな可能性を秘めている。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.107781681150055
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Large single-atom cooperativity in quantum systems is important for quantum information processing. Here, we propose to exponentially enhance the single-atom cooperativity parameter by exploiting the strongly localized effect of modes in cavity quantum electrodynamics (QED) systems. By increasing the wing width of a cavity with special geometry symmetry, the interference property allows us to exponentially improves the quality factor Q without altering the mode volume V for cavities supporting subwavelength light modes. This effectively overcomes the trade-off between Q and V in conventional subwavelength Fabry-Perot cavities. Consequently, we demonstrate the occurrence of ultra-long vacuum Rabi oscillations and the generation of strong photon blockade by enhancing the single-atom cooperativity parameter. This work offers a promising approach for advancing coherent manipulation and holds significant potential for applications in establishing longer-distance quantum communication networks, enhancing the precision and stability of quantum sensors, and improving the efficiency of quantum algorithms.
- Abstract（参考訳）: 量子システムにおける大きな単一原子協調性は、量子情報処理において重要である。
本稿では、空洞量子力学(QED)系におけるモードの強い局所化効果を利用して、単原子協調パラメータを指数関数的に拡張することを提案する。
特殊な幾何学対称性を持つキャビティの翼幅を拡大することにより、サブ波長光モードをサポートするキャビティのモードボリュームVを変更することなく、干渉特性により品質係数Qを指数関数的に改善することができる。
これは、従来の波長以下のファブリペロキャビティにおけるQとVのトレードオフを効果的に克服する。
その結果,超長い真空Rabi発振の発生と強い光子遮断の発生を,単原子協調パラメータの増大により実証した。
この研究は、コヒーレントな操作を進めるための有望なアプローチを提供し、長距離量子通信ネットワークの構築、量子センサーの精度と安定性の向上、および量子アルゴリズムの効率の向上において、アプリケーションにとって大きな可能性を秘めている。
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