耦合至一维纳米光子波导的量子比特链中单光子传输的动力学理论

我们研究单光子脉冲通过耦合到一维（1D）光子波导连续模的线性量子比特链时的动力学。我们推导了量子比特振幅以及透射和反射谱的含时动力学理论。我们表明，仅对正频率存在光子-量子比特耦合的要求会显著改变系统的动力学。首先，它导致量子比特间出现额外的光子介导偶极-偶极相互作用，从而破坏它们之间的相位相干性。其次，透射和反射谱的谱线关键取决于入射脉冲的形状以及脉冲中心与链中第一个量子比特的初始距离。我们将该理论应用于单量子比特和双量子比特系统。对于这两种情况，我们得到了当时间趋于无穷时量子比特振幅和光子辐射谱的显式表达式。对于入射高斯波包，我们计算了透射和反射光子的线形。