論文の概要: Correlation Functions and Photon-Photon Interactions Controlled by a Giant Atom
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.27506v1
- Date: Sun, 29 Mar 2026 04:04:52 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-03-31 23:18:44.99098
- Title: Correlation Functions and Photon-Photon Interactions Controlled by a Giant Atom
- Title（参考訳）: 巨大原子が制御する相関関数と光子-光子相互作用
- Authors: Yanjin Yue, Rui-Yang Gong, Shengyong Li, Ze-Liang Xiang,
- Abstract要約: 両方向導波路に結合した巨大原子上の左からの弱いコヒーレントパルス入射の光子散乱ダイナミクスについて検討した。
この結果は、光子パルスの巨大原子制御への経路と量子制御への応用をもたらす。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Waveguide quantum electrodynamics (WQED) provides a powerful platform for exploring quantum optical phenomena by enhancing atom-photon interactions through photon confinement in a waveguide. Here we investigate the photon-scattering dynamics of a weak coherent pulse incident from the left on a giant atom coupled to a bidirectional waveguide, focusing on effects absent in the small-atom approximation. Using an extended input-output formalism, we calculate the relevant correlation functions and show that the competition between two scattering processes is governed by the ratio of the pulse width to the atomic lifetime, leading to time-dependent switching between bunching and antibunching. In addition, tuning the phase accumulated between the two coupling points of the giant atom allows the photon statistics to be switched among three distinct regimes, each with a finite phase bandwidth. We also discuss the experimental feasibility in superconducting circuits. Our results provide a route toward giant-atom-based control of photon pulses and potential applications in quantum control.
- Abstract（参考訳）: 導波管量子電磁力学(WQED)は、導波管内の光子閉じ込めを通じて原子-光子相互作用を強化することにより量子光学現象を探索する強力なプラットフォームを提供する。
そこで本研究では,両方向導波路に結合した巨大原子上に左から発生する弱コヒーレントパルスの光子散乱ダイナミクスについて検討し,小原子近似に欠落する効果に着目した。
拡張入出力形式を用いて関連する相関関数を計算し、2つの散乱過程間の競合がパルス幅と原子寿命との比で制御されていることを示す。
さらに、ジャイアント原子の2つの結合点の間に蓄積された位相を調整することで、光子統計は3つの異なる状態に切り替わることができ、それぞれが有限位相帯域を持つ。
また,超伝導回路の実験的実現可能性についても論じる。
この結果は、光子パルスの巨大原子制御への経路と量子制御への応用をもたらす。
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