論文の概要: Quantum nonreciprocity from qubits coupled by Dzyaloshinskii-Moriya interaction
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.11284v1
- Date: Wed, 11 Feb 2026 19:00:50 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-02-13 21:07:25.495243
- Title: Quantum nonreciprocity from qubits coupled by Dzyaloshinskii-Moriya interaction
- Title（参考訳）: Dzyaloshinskii-Moriya相互作用に結合した量子ビットからの量子非相互性
- Authors: Zhenghao Zhang, Qingtian Miao, G. S. Agarwal,
- Abstract要約: 本稿では、他のアキラル導波路量子電磁力学におけるDMI(Dzyaloshinskii-Moriya interaction)を介して誘導される量子非相互性の理論的研究について述べる。
工学的DMIは、駆動力、デチューニング、DMIの位相によって制御される調整可能な振る舞いを持つ、その他の相互システムにおいて、強い非相互性を可能にすることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.538344988256996
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We present a theoretical study of quantum nonreciprocity induced via a Dzyaloshinskii-Moriya interaction (DMI) in an otherwise achiral, waveguide quantum electrodynamics. Using the full quantum master equation and input-output formalism for two-level systems coupled to a one-dimensional waveguide and driven by a coherent field, we show that an engineered DMI enables strong nonreciprocity in an otherwise reciprocal system, with tunable behavior governed by driving strength, detunings, and phase of the DMI. Using it not only demonstrates nonreciprocal transmission but also demonstrates nonreciprocal quantum entanglement and photon bunching. The system can end up in a pure state as certain decohering channels do not participate. The pure state leads to power-independent perfect transparency. Conditions are derived and depend on the propagation phase, the relative detuning of the two qubits, and the exchange interaction. At these pure-state points, the steady-state entanglement is reciprocal and admits a closed-form expression; away from them, phase control generates strong entanglement nonreciprocity. The DMI also reshapes photon statistics, redistributing two-photon correlations and shifting superbunching from transmission (no DMI) to reflection at finite DMI. These results establish DMI as a versatile resource for engineering nonreciprocity, transparency, entanglement, and photon correlations in waveguide QED, enabling isolators, routers, and superbunching light sources without requiring chiral waveguides.
- Abstract（参考訳）: 本稿では、他のアキラル導波路量子電磁力学におけるDMI(Dzyaloshinskii-Moriya interaction)を介して誘導される量子非相互性の理論的研究について述べる。
1次元導波路に結合し、コヒーレント場によって駆動される2次元系の完全な量子マスター方程式と入出力形式を用いて、工学的DMIは、駆動強度、デチュニング、DMIの位相によって制御される調整可能な振舞いによって、他の相互系において強い非相互性を実現することを示す。
これは非相互伝達を示すだけでなく、非相互量子絡み合いや光子束も示す。
特定のデコヒーリングチャネルが参加しないため、システムは純粋な状態に陥る可能性がある。
純粋な状態は、パワー非依存の完全な透明性をもたらす。
条件は、伝播相、二つの量子ビットの相対分解、交換相互作用に依存する。
これらの純粋状態の点において、定常状態の絡み合いは互いに相反し、閉形式表現を持つ。
また、DMIは光子統計を復活させ、2光子相関を再分配し、送電線(DMIではない)から有限DMIでの反射に重畳する。
これらの結果は、導波路QEDにおける工学的非相互性、透明性、絡み合い、光子相関のための汎用的な資源としてDMIを確立し、カイラル導波路を必要としないアイソレータ、ルータ、超広帯域光源を可能にした。
関連論文リスト
- Integrated polarization-entangled photon source for wavelength-multiplexed quantum networks [49.82426139329382]
薄膜ニオブ酸リチウム(TFLN)上における簡易だが高効率なオンチップ偏光共役光子対光源について述べる。
本装置では, 単一ナノフォトニック導波路におけるタイプ0とタイプIの自発的パラメトリックダウンコンバージョンを逐次サポートする2つの準位相マッチング(D-QPM)を用いる。
最大50kmの大都市ファイバリンク上に展開する4ユーザ量子ネットワークにおいて,波長多重絡み合い分布を実現する。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-11-27T18:30:01Z) - Exceptional-Point-Induced Sensitivity-Robustness Phase Transition in Quantum Interference [2.726252241957025]
損失結合導波路系における2光子Hong Ou Mandel干渉における例外点誘起相転移を示す。
PT対称相では、干渉は結合強度に超敏感であり、シャープな束縛反バンチングスイッチが生じる。
PT破壊相では、結合を介して安定に調整可能な偶然確率と独立して、頑健な発振自由となり、伝播する。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-11-20T14:01:36Z) - Waveguides in a quantum perspective [45.88028371034407]
希釈クライオスタット温度で作動する固体量子デバイスは、量子状態の駆動と読み出しにマイクロ波信号に依存している。
ここでは、最も単純なカルト型測地(平行プレート、矩形管)を記述する量子論について述べる。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-05-20T12:42:07Z) - Nonreciprocal routing induced by chirality in an atom-dimer waveguide-QED system [4.331193035062941]
導波路QEDシステムにおける単一光子ルータの実装手法を提案する。
実空間法による単一光子散乱振幅の正確な解析式を得る。
この系が非マルコフ系で機能すると、非対称性係数を調整して単一の光子をオンデマンドで伝達できることが分かる。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-02-14T12:40:56Z) - Nonlinear dynamical Casimir effect and Unruh entanglement in waveguide QED with parametrically modulated coupling [83.88591755871734]
理論的には、1次元導波路に対して動く2レベル量子ビットの配列について検討する。
この運動の周波数が2倍のクビット共鳴周波数に近づくと、光子のパラメトリック生成と量子ビットの励起を誘導する。
我々は、摂動図式技術と厳密なマスター方程式アプローチの両方を取り入れた包括的一般理論フレームワークを開発する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-08-30T15:54:33Z) - The Multimode Character of Quantum States Released from a
Superconducting Cavity [0.0]
超伝導共振器からの複素量子状態の放出について検討する。
出力状態の多モード特性を定量化し、量子状態伝達プロセスの忠実度を最適化する方法について議論する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-06-21T09:16:39Z) - A low-loss ferrite circulator as a tunable chiral quantum system [108.66477491099887]
単結晶イットリウム鉄ガーネット(YIG)を3次元キャビティ内に構築した低損失導波管循環器を実演した。
超伝導ニオブキャビティとキラル内部モードのコヒーレントカップリングについて述べる。
また、この系の有効非エルミート力学とその有効非相互固有値についても実験的に検討する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-06-21T17:34:02Z) - Coherent control of a symmetry-engineered multi-qubit dark state in
waveguide quantum electrodynamics [0.0]
量子電磁力学はモード連続体に結合された量子ビットを研究し、それらを損失チャネルに露出させ、コヒーレントな操作を行う前に量子情報が失われる。
ここでは、4つの量子ビット間の対称性と相互作用を利用するダーク状態を実現することでコヒーレンスを復元する。
我々の実験は、導波路における量子多体物理学の実装とデコヒーレンスフリー部分空間を用いた量子情報プロトコルの実現の道を開くものである。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-06-10T10:06:23Z) - Many-body localization in waveguide QED [0.0]
導波管の量子電磁力学モデルでは、二次元の原子が1次元の導波管内の光子と相互作用し、伝播する。
このような系は、原子が半励起以下であれば、多体局在化(MBL)相を示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-01-05T16:54:25Z) - Quantum Borrmann effect for dissipation-immune photon-photon
correlations [137.6408511310322]
理論的には、2階相関関数 $g(2)(t)$ は周期的ブラッグ空間の超伝導量子ビット配列を通して伝達される光子に対して導波路に結合する。
我々は、光子束と反バンチングが、単一量子ビットの放射寿命と非放射寿命よりもずっと長く持続することを実証した。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-09-29T14:37:04Z) - Waveguide quantum optomechanics: parity-time phase transitions in
ultrastrong coupling regime [125.99533416395765]
2つの量子ビットの最も単純なセットアップは、光導波路に調和して閉じ込められ、量子光学相互作用の超強結合状態を可能にする。
系の固有の開性と強い光学的結合の組み合わせは、パリティ時(PT)対称性の出現につながる。
$mathcalPT$相転移は、最先端の導波路QEDセットアップで観測可能な長生きのサブラジアント状態を駆動する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-07-04T11:02:20Z) - Waveguide Bandgap Engineering with an Array of Superconducting Qubits [101.18253437732933]
局所周波数制御による8つの超伝導トランスモン量子ビットからなるメタマテリアルを実験的に検討した。
極性バンドギャップの出現とともに,超・亜ラジカル状態の形成を観察する。
この研究の回路は、1ビットと2ビットの実験を、完全な量子メタマテリアルへと拡張する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-06-05T09:27:53Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。