論文の概要: Global adiabatic criterion for fast topological photon transfer in Fock-state lattices
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.03409v1
- Date: Tue, 02 Jun 2026 09:53:48 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-06-03 22:00:04.91833
- Title: Global adiabatic criterion for fast topological photon transfer in Fock-state lattices
- Title（参考訳）: フォック状態格子における高速トポロジカル光子移動のための大域的断熱基準
- Authors: Jin-Lei Wu, Pei-Yao Song, Jia Li, Ya Gao, Yan Wang, Shi-Lei Su,
- Abstract要約: フォック状態格子のトポロジカル状態移動は結合の正弦波プロファイルを用いて高速に実証されている。
この研究は観測速度の厳密な説明と高速トポロジカルフォトニクス工学の一般的な枠組みを提供する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.933861104090834
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Topological state transfer in Fock-state lattices has been demonstrated with high speed using sinusoidal profiles of coupling, yet the underlying reason has remained unclear. A global adiabatic criterion (GAC) is developed to bound the infidelity by the mean and variance of the nonadiabatic factor. The GAC reveals that the key to fast transfer is not a constant energy gap but the vanishing nonadiabaticity variance. For power-law coupling profiles, the variance vanishes only for the sinusoidal shape, which is thus globally optimal. Incorporating experimental decoherence parameters, it is predicted that the optimal transfer duration for a five-photon state is 161 ns, far shorter than 600 ns used in the experiment, reducing time by over 73% while increasing transferred photons by 29%. The optimal duration follow a simple linear scaling with photon number, providing a practical guideline. Through constructing an alternative constant-gap coupling family, it is confirmed that a constant gap alone is not sufficient for fast topological photon transfer. The essential condition is uniformity of nonadiabaticity. This work offers a rigorous explanation for the observed speed and a general framework for fast topological photonics engineering.
- Abstract（参考訳）: フォック状態格子のトポロジカルな状態移動は結合の正弦波プロファイルを用いて高速に証明されているが、その根底にある理由はいまだ不明である。
大域的断熱基準 (GAC) は, 非断熱係数の平均値と分散値によって不確かさを束縛するために開発された。
GACは、高速移動の鍵は一定のエネルギーギャップではなく、消滅する非可逆性分散であることを示した。
パワー-ロー結合プロファイルの場合、分散は正弦波形状のためにのみ消えるが、これは大域的に最適である。
実験脱コヒーレンスパラメータを組み込んで、5光子状態の最適移動時間は161 nsであり、実験で使用した600 nsよりもはるかに短いと予測され、転送された光子を29%増加させながら73%以上時間を短縮した。
最適期間は光子数による単純な線形スケーリングに従い、実用的なガイドラインを提供する。
代替の定数ギャップカップリング族を構成することにより、定数ギャップだけでは高速なトポロジカル光子移動には不十分であることが確認される。
本質的な条件は、非断熱性の均一性である。
この研究は観測速度の厳密な説明と高速トポロジカルフォトニクス工学の一般的な枠組みを提供する。
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