論文の概要: Decoherence-Free Qubit and Chiral Emission from a Giant Molecule in Waveguide QED

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.27443v1
• Date: Sat, 28 Mar 2026 23:22:35 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-31 23:18:44.961524
• Title: Decoherence-Free Qubit and Chiral Emission from a Giant Molecule in Waveguide QED
• Title（参考訳）: 導波管QEDにおける巨大分子からのデコヒーレンスフリー量子とキラル放出
• Authors: Yang Wang, Juan José García-Ripoll, Alan C. Santos,
• Abstract要約: 我々は,光導波路に結合した人工原子と強く相互作用する巨大分子が,完全に非コヒーレンスな量子ビットと状態依存のキラル単一光子放出を実現することを示す。 単一デバイスにおけるデコヒーレンス保護と指向性放出の共存は、導波路QEDにおけるモジュラ量子ネットワークのための保護キラルノードとして巨大分子を配置する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.886320122469058
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Combining decoherence protection with directional photon emission in a single waveguide quantum electrodynamics (QED) device remains an open challenge. Here we show that an artificial giant molecule -- strongly interacting artificial atoms coupled to a photonic waveguide at multiple spatially separated points -- achieves both: a fully operational decoherence-free (DF) qubit and state-dependent chiral single-photon emission, arising from the same photon-interference mechanism. Initialization reduces to a local excitation of a single atom, universal single-qubit gates are implemented by modulating a single atomic frequency, and readout exploits state-dependent chiral emission with directionality reaching 100% and low measurement error of 1.2%. The coexistence of decoherence protection and directional emission in a single device positions giant molecules as protected chiral nodes for modular quantum networks in waveguide QED.
• Abstract（参考訳）: 単一導波管量子電磁力学(QED)デバイスにおけるデコヒーレンス保護と指向性光子放出の組み合わせは、未解決の課題である。 ここでは、複数の空間的に分離された光導波路に強く相互作用する人工の巨大分子が、完全に動作するデコヒーレンスフリー(DF)量子ビットと、同じ光子干渉機構から生じる状態依存のキラル単一光子放出の両方を達成することを示す。 初期化は単一原子の局所励起に還元され、単一の原子周波数を変調して普遍的な単一量子ビットゲートが実装され、リードアウトは方向が100%、低測定誤差が1.2%に達する状態依存キラル放出を利用する。 単一デバイスにおけるデコヒーレンス保護と指向性放出の共存は、導波路QEDにおけるモジュラ量子ネットワークのための保護キラルノードとして巨大分子を配置する。

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