論文の概要: Rydberg quantum antennas for chip-interfaced single-photon source array
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.20172v1
- Date: Thu, 23 Jul 2026 16:55:05 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-09-28 05:09:55.625109
- Title: Rydberg quantum antennas for chip-interfaced single-photon source array
- Title（参考訳）: チップインタフェース単一光子アレイのためのRydberg量子アンテナ
- Abstract要約: 定常波光ツイーザに閉じ込められた1次元の中性原子鎖からなるRydberg量子アンテナを提案する。
単一光子集光効率を高NAレンズで70%を超える導波路に示す。
したがって、Rydberg量子アンテナは、高効率、高純度、およびフォトニックチップでインターフェースされた同一の単一光子源からなるスケーラブルなアレイへのユニークな経路を提供する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.077191145633418
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We propose a Rydberg quantum antenna, consisting of a one-dimensional chain of neutral atoms trapped in a standing-wave optical tweezer, as a chip-interfaced single-photon source. Rydberg blockade induces a single collective excitation in the atomic chain, while its ordered geometry shapes the photon emission into a directional beam, thereby realizing a quantum antenna that emits strictly one photon at a time. Through numerical simulations, we demonstrate single-photon collection efficiencies into a waveguide exceeding 70\% through a high-NA lens with a negligible multiple excitation probability. These performance are robust against probabilistic atom loading in the standing-wave dipole traps, requiring only ten atoms, indicating experimental feasibility. The Rydberg quantum antenna thus offers a unique route toward scalable arrays of high-efficiency, high-purity, and identical single-photon sources interfaced with a photonic chip, addressing key challenges in photonic quantum information technology.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,1次元の中性原子鎖からなるRydberg量子アンテナについて,チップインタフェースの単一光子源として提案する。
ライドバーグの封鎖は原子鎖内の1つの集合励起を誘導し、その秩序な幾何は光子放射を指向性ビームに形成し、1度に1つの光子を厳密に放出する量子アンテナを実現する。
数値シミュレーションにより、単光子収集効率が70倍を超える導波路を高NAレンズで観測し、多重励起確率が無視できることを示した。
これらの性能は、定常波双極子トラップの確率的原子負荷に対して堅牢であり、10個の原子しか必要とせず、実験的な実現可能性を示している。
したがって、Rydberg量子アンテナは、フォトニックチップでインターフェースされた高効率、高純度、同一の単一光子ソースからなるスケーラブルなアレイへのユニークな経路を提供し、フォトニック量子情報技術における重要な課題に対処する。
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