超冷原子晶格与悬挂光子波导的确定性耦合

在单粒子水平上对光-物质相互作用进行的确定性控制以及亚波长尺度的控制，是量子光学和混合集成量子技术的核心问题。然而，将冷原子研究与纳米光子器件在完全可控平台上的集成仍是一个巨大的实验挑战。本文演示了超冷原子晶格与光在悬挂于芯片上光子电路中传播的确定性耦合。这些能力为中性原子量子计算机和模拟器的可扩展性提供了解决途径，使我们能够实现快速的光学读出、高效且亚波长尺度的非衍射相互作用区，以及与集成固态光源、探测器和带阻挡调制器的真正兼容性。除了可控的量子物质外，该平台还允许对光的逃逸场和纳米尺度结构进行原位成像，包括采用非侵入式单原子探针进行三维扫描显微镜的前景，可用于量子感应应用。