論文の概要: Multipolar and nonlocal effects in plasmon-mediated entanglement generation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.09291v1
• Date: Thu, 13 Nov 2025 01:44:45 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-11-13 22:34:54.502961
• Title: Multipolar and nonlocal effects in plasmon-mediated entanglement generation
• Title（参考訳）: プラズモンを介するエンタングルメント生成における多極性および非局所的効果
• Authors: Luke C. Ugwuoke, Tjaart P. J. Krüger, Mark S. Tame,
• Abstract要約: ナノフォトニクスにおける量子ドット量子ビットにおけるプラズモンを介するカップリングによる量子絡み合いの発生について検討する。 マルチポーラモードとサイズ依存減衰は,小さな結合距離での絡み合いの減衰と,特定の粒子サイズによる絡み合いの制限につながることがわかった。
• 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 generation of quantum entanglement is important for a wide range of quantum technology protocols. In nanophotonics, a promising platform for quantum technologies, entanglement generation via plasmon-mediated coupling in quantum dot qubits is often modeled within the dipole limit, where only dipolar plasmons of the mediating nanoparticle are considered, and the local response approximation, where nonlocal corrections are ignored. However, multipolar effects manifest strongly at coupling distances less than the nanoparticle size, while nonlocal optical effects stem from a size-induced dielectric response. We investigated these two important effects in the generation of two-qubit entanglement mediated by plasmonic coupling. A cavity quantum electrodynamic approach is employed, where the induced plasmonic effects lead to modified transition rates in the dynamics of the coupled quantum dot qubits. We find that multipolar modes and size-dependent damping lead to entanglement decay at small coupling distances and limit mediated entanglement with certain particle sizes. We discuss potential implications of multipolar modes in entanglement-based quantum sensing.
• Abstract（参考訳）: 量子エンタングルメントの生成は、幅広い量子技術プロトコルにおいて重要である。 量子技術のための有望なプラットフォームであるナノフォトニクスでは、量子ドット量子ビットにおけるプラズモンを介するカップリングによる絡み合い生成は、しばしば双極子極限内でモデル化され、中間ナノ粒子の双極子プラズモンのみが考慮され、非局所的な補正が無視される局所応答近似が無視される。 しかし、多極性効果はナノ粒子サイズより小さいカップリング距離で強く現れる一方、非局所光学効果はサイズ誘起誘電率から生じる。 プラズモンカップリングを介する2ビットの絡み合いの発生におけるこれらの2つの重要な効果について検討した。 キャビティ量子電磁力学のアプローチが採用され、誘導プラズモン効果が結合量子ドット量子ビットのダイナミクスの遷移速度を変化させる。 マルチポーラモードとサイズ依存減衰は,小さな結合距離での絡み合いの減衰と,特定の粒子サイズによる絡み合いの制限につながることがわかった。 絡み合いに基づく量子センシングにおけるマルチポーラモードの可能性について論じる。

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