論文の概要: Phase-Programmable Free Electron Quantum States in Synthetic Momentum Space
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.07445v1
- Date: Wed, 08 Jul 2026 14:14:56 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-07-09 22:50:30.403994
- Title: Phase-Programmable Free Electron Quantum States in Synthetic Momentum Space
- Title（参考訳）: 合成モーメント空間における相生成可能な自由電子量子状態
- Authors: Alatz Alvarez-Ahedo, Miriam Lazo, Tian-Niu Xu, Yiming Pan, Mikel Sanz, Yongcheng Ding,
- Abstract要約: 光電子相互作用は、自由電子量子状態の工学に使用できる合成運動量-空間力学を生成する。
我々は,光位相がフロケ・ブロッホ運動量格子の制御可能なホッピング位相として機能するコヒーレント制御プロトコルを開発する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.3738410998183616
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Light-electron interactions generate synthetic momentum-space dynamics that can be used to engineer free electron quantum states. Here we develop coherent control protocols in which the optical phase acts as the controllable hopping phase of a Floquet-Bloch momentum lattice. Pontryagin optimization designs phase-only waveforms that prepare selected momentum populations and coherent few-sideband superpositions with programmable relative phases. In a complementary Bragg regime protocol, dynamical phase matching selectively couples neighboring sidebands and enables deterministic sequential state synthesis. Full wave-packet simulations based on the minimal-coupling Hamiltonian identify the tolerance window set by phase noise, detuning, and finite momentum spread. The two protocols expose a speed-selectivity tradeoff between ultrafast multilevel interference control and slower resonant engineering, establishing programmable free electron sidebands as a platform for ultrafast quantum state synthesis.
- Abstract（参考訳）: 光電子相互作用は、自由電子量子状態の工学に使用できる合成運動量-空間力学を生成する。
ここでは光位相がフロケ・ブロッホ運動量格子の制御可能なホッピング位相として機能するコヒーレント制御プロトコルを開発する。
ポントリャーギン最適化は、選択された運動量集団とプログラム可能な相対位相を持つコヒーレントな少数側バンド重ね合わせを準備する位相のみの波形を設計する。
相補的なブラッグ規則プロトコルでは、動的位相マッチングが隣のサイドバンドを選択的に結合し、決定論的逐次状態合成を可能にする。
最小結合ハミルトニアンに基づくフルウェーブ・パケットシミュレーションは、位相ノイズ、デチューニング、有限運動量展開によって設定された許容窓を同定する。
この2つのプロトコルは、超高速なマルチレベル干渉制御と遅い共鳴工学の間の速度選択性トレードオフを露呈し、超高速量子状態合成のプラットフォームとしてプログラム可能な自由電子サイドバンドを確立する。
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