光子修饰的人工原子链中的 Bloch 振荡
量子物理
2018-01-30 v1
摘要
我们提出了一个在强耦合区同时受直流场和量子光驱动的一维两级人工原子链模型。原子与光的相互作用导致电子与光子态的纠缠（原子的修饰）。通过直流场的驱动，在修饰原子链中产生了 Bloch 振荡（BO）。我们考虑了修饰与 BO 的相互影响，并表明振荡的图景与 Jaynes-Cummings 和 Bloch-Zener 模型所预测的截然不同。我们研究了布居数反转、隧穿电流、光子概率分布、平均光子数、光子数方差的演化，并展示了 BO 对光的量子统计特性的影响。例如，崩塌-复苏图像和真空 Rabi 振荡受到 Bloch 频率的强烈调制。结果，光的量子性质和电子-光子纠缠程度可通过绝热开启直流场加以控制。另一方面，低频隧穿电流依赖于量子光统计（特别地，对于相干初态，它按照崩塌-复苏图像被调制）。所建立的模型对于人工原子的物理起源和原子-光相互作用的频率范围具有普适性。该模型适用于 2D 异质结构（THz 频率）、半导体量子点（光学范围）和 Josephson 结（微波）。数值模拟的数据取自近期已发表的实验。所得结果为量子态工程和纳米光子光谱学开辟了新途径。
引用
@article{arxiv.1801.09192,
title = {Bloch Oscillations in Chains of Artificial Atoms Dressed with Photons},
author = {Ilay Levie and Gregory Slepyan},
journal= {arXiv preprint arXiv:1801.09192},
year = {2018}
}