論文の概要: Single-photon scattering by a giant molecule asymmetrically coupled to parallel waveguides
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.04588v1
- Date: Wed, 06 May 2026 07:36:53 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-05-07 18:41:07.702567
- Title: Single-photon scattering by a giant molecule asymmetrically coupled to parallel waveguides
- Title（参考訳）: 平行導波路に非対称結合した巨大分子による単一光子散乱
- Abstract要約: 導波路-QED系における単一光子散乱について検討し、2つの周波数変調された巨大原子からなる巨大分子を複数の接続点を介して2つの平行導波路に結合させる。
マルチポート量子ネットワークにおける単一光子ルーティングに対する多目的かつ干渉に基づく制御を実現するために,原子デチューニング,崩壊速度非対称性,非マルコフ遅延がいかに協力するかを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 7.339868936565754
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We investigate single-photon scattering in a waveguide-QED setup, where a giant molecule composed of two frequency-detuned giant atoms is coupled to two parallel waveguides via multiple connection points. The competition between coherent atom--atom coupling and the effective decay rates dictates the splitting of a single resonance into a doublet in the transmission (reflection) spectra. By tailoring the asymmetry of the decay rates and the atomic detuning, one can engineer photon-path interference to optimize the transfer between waveguides; under chiral coupling conditions, this interference can be further harnessed to realize fully deterministic routing. In the non-Markovian regime, retardation effects can reshape the spectra and actively drive transitions between the weak- and strong-coupling regimes, converting an unsplit Markovian resonance into a clearly separated doublet, or conversely merging a split doublet back into a single resonance. For sufficiently long time delays, it further generates multiple resonances and avoided crossings, enriching the spectral response. Our results demonstrate how atomic detuning, decay-rate asymmetry, and non-Markovian retardation cooperate to provide versatile, interference-based control over single-photon routing in multi-port quantum networks.
- Abstract（参考訳）: 導波路-QED系における単一光子散乱について検討し、2つの周波数変調された巨大原子からなる巨大分子を複数の接続点を介して2つの平行導波路に結合させる。
コヒーレント原子-原子カップリングと有効崩壊率の競合は、透過(反射)スペクトルにおける単一共鳴の二重子への分裂を規定する。
崩壊速度と原子デチューニングの非対称性を調整することにより、導波路間の移動を最適化するために光子パス干渉を設計することができ、キラルカップリング条件下では、この干渉をさらに活用して完全な決定論的ルーティングを実現することができる。
非マルコフ系では、遅延効果はスペクトルを再構成し、弱い結合状態と強い結合状態の遷移を活発に駆動し、分離されていないマルコフ共鳴をはっきりと分離された二重項に変換したり、逆に分割された二重項を単一の共鳴に戻す。
十分な長時間の遅延のために、さらに複数の共鳴を発生させ、交差を避けることでスペクトル応答を増強する。
この結果は、マルチポート量子ネットワークにおける単一光子ルーティングに対する多目的かつ干渉に基づく制御を実現するために、原子デチューニング、崩壊速度非対称性、非マルコフ遅延がいかに協力するかを示す。
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