从最先进的腔量子电动力学中过滤多光子发射
量子物理
2017-07-13 v1
摘要
工程化多光子态是一个杰出的挑战，在量子计量学、量子光刻甚至生物系统等多个领域都有应用。获得多光子态的最先进方法依赖于后选择、多能级系统或里德堡原子系综。最近的研究表明，与失谐腔模相互作用的强驱动二能级系统可以被工程化为连续发射 n 光子态。在本工作中，我们表明对其发射进行光谱滤波可以极大地放宽对系统参数的要求，甚至适用于更易实现的坏腔情况，从而开启了在更广泛的不同平台中实施该协议的可能性。这一改进基于一个关键观察：在不完美的情况下，即只有一部分发射由 n 光子态组成时，这些态具有明确定义的能量，与信号的其余部分分离，这使得仅通过频率滤波即可揭示和纯化多光子发射。我们通过获得多光子发射相关品质因数的解析表达式来证明这些结果，例如腔与发射体之间的 n 光子耦合率、作为 n 光子态发射的光的比例以及 n 光子发射率。这使我们能够系统地研究这些品质因数随系统参数的变化，并在几种相关类型的腔量子电动力学 (cavity QED) 装置中证明该协议的可行性，同时考虑了它们各自实验限制的影响。
引用
@article{arxiv.1707.03690,
title = {Filtering Multiphoton Emission from State-of-the-Art Cavity QED},
author = {Carlos Sánchez Muñoz and Fabrice P. Laussy and Elena del Valle and Carlos Tejedor and Alejandro González-Tudela},
journal= {arXiv preprint arXiv:1707.03690},
year = {2017}
}