波导量子电动力学中的去相干自由量子比特与螺旋辐射
量子物理
2026-03-31 v1
摘要
将去相干保护与单向性光子辐射集成到单个波导量子电动力学 (QED) 器件 remains 挑战未解之谜。本文展示，一个人工巨分子——由与光子波导在多个空间分离点强耦合的人工原子构成——实现了两者：一个完全可运行的去相干 (DF) 量子比特，以及源自同一光子干涉机制的状态相关单光子螺旋辐射。初始化仅需激励单个原子，普适的单量子比特门通过调节单个原子频率实现，读出利用方向性强度可达 100%、测量误差仅 1.2% 的状态相关螺旋辐射。去相干保护与方向辐射在单一器件中的共存，将巨分子定位为波导 QED 中受保护的螺旋节点，用于模块化量子网络。
引用
@article{arxiv.2603.27443,
title = {Decoherence-Free Qubit and Chiral Emission from a Giant Molecule in Waveguide QED},
author = {Yang Wang and Juan José García-Ripoll and Alan C. Santos},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.27443},
year = {2026}
}