論文の概要: Many-Body Amplified Nonclassical Photon Emission in Cavity-Coupled Atomic Arrays
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.15604v1
- Date: Fri, 17 Apr 2026 01:08:23 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-04-20 22:00:19.690735
- Title: Many-Body Amplified Nonclassical Photon Emission in Cavity-Coupled Atomic Arrays
- Title（参考訳）: キャビティ結合原子配列における多体増幅非古典光子放出
- Authors: Tang Jing, Yuangang Deng,
- Abstract要約: 高性能な非古典的な光の生成は、発光純度と明るさのトレードオフに直面している。
キャビティを介する多体スピン交換相互作用が,この制約を克服するための経路となることを示す。
我々の研究は、オンデマンドの量子光発生のためのスケーラブルなメカニズムとして、干渉工学による多体相互作用を確立する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The generation of high-performance nonclassical light remains a cornerstone of quantum technologies, yet faces a fundamental trade-off between emission purity and brightness. Here, we demonstrate that cavity-mediated many-body spin-exchange interactions provide a route to overcome this constraint by collectively amplifying spectral anharmonicity. In a cavity-coupled atomic array with a programmable relative phase $φ$, the resulting interference-interaction mechanism reshapes the dressed-state manifold and enables deterministic switching between distinct quantum emission regimes. For $φ=0$, constructive interference yields high-purity single-photon emission with antibunching improved by four orders of magnitude while preserving strong photon flux. Conversely, for $φ=π$, destructive interference creates a dark single-photon manifold, resonantly activating two-photon processes to produce bright and pure photon-pair bundles. Our work establishes interference-engineered many-body interactions as a scalable mechanism for on-demand quantum light generation and open a new avenue for harnessing collective many-body physics in quantum photonics.
- Abstract（参考訳）: 高性能な非古典的な光の生成は量子技術の基盤であり続けているが、発光の純度と明るさの基本的なトレードオフに直面している。
ここでは、共振器を介する多体スピン交換相互作用が、スペクトル不調和を増幅することにより、この制約を克服するための経路を提供することを示す。
プログラム可能な相対位相$φ$の空洞結合原子配列において、結果として生じる干渉相互作用機構は、着飾った状態の多様体を再活性化し、異なる量子放出状態間の決定論的切替を可能にする。
φ=0$ の場合、構成的干渉は強い光子フラックスを保ちながら、アンチバンチングによる高純度単一光子放出を4桁改善する。
逆に、$φ=π$の場合、破壊的干渉は暗い単光子多様体を生成し、共鳴的に2光子過程を活性化し、明るく純粋な光子対束を生成する。
我々の研究は、オンデマンド量子光発生のスケーラブルなメカニズムとして干渉工学による多体相互作用を確立し、量子フォトニクスにおける集合多体物理学を活用するための新しい道を開く。
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