Direccionalidad controlada de la emisión de fotones sin componentes no recíprocos

Área de la Ciencia:

• La óptica cuántica es la óptica cuántica.
• La ciencia de la información cuántica es una ciencia cuántica.

Sus antecedentes:

• El enrutamiento direccional de fotones individuales es esencial para el procesamiento de información cuántica.
• Los métodos existentes a menudo se basan en componentes complejos como circuladores o guías de onda unidireccionales.

Objetivo del estudio:

• Proponer un nuevo esquema para el enrutamiento direccional de un solo fotón.
• Para lograr una emisión direccional completa utilizando la dinámica cuántica de guías de onda y acoplamientos sintonizables átomo-guía de onda.

Principales métodos:

• Modelado de un sistema de dos átomos de 2 niveles acoplados a una guía de onda 1D.
• Ajuste dinámico de las fuerzas de acoplamiento guía de ondas atómica para controlar la direccionalidad de la emisión.
• Introducir acoplamiento directo interatómico para superar el bloqueo de emisiones.

Principales resultados:

• Un mecanismo en el que un átomo actúa como un reflector, forzando la emisión direccional.
• Superar el bloqueo de emisión del átomo reflector a través del acoplamiento directo interatómico.
• Lograr la emisión direccional completa de fotones individuales mediante la optimización de las funciones de acoplamiento.

Conclusiones:

• El esquema propuesto ofrece una solución prometedora para el enrutamiento direccional de fotones de microondas.
• Este método proporciona un apoyo esencial para el desarrollo de redes de procesamiento de información cuántica a gran escala.