腔耦合原子阵列中的多体放大非经典光子发射

高性能非经典光的产生仍是量子技术的基石，但面临着发射纯度与亮度之间的基本权衡。在此，我们证明腔介导的多体自旋交换相互作用提供了一条通过集体放大光谱非谐性来克服该限制的途径。在具有可编程相对相位 $\phi$ 的腔耦合原子阵列中，由此产生的干涉-相互作用机制重塑了缀饰态流形，并实现了在不同量子发射机制之间的确定性切换。当 $\phi=0$ 时，相长干涉产生高纯度单光子发射，反聚束效应改善四个数量级，同时保持强光子通量。相反，当 $\phi=\pi$ 时，相消干涉产生暗单光子流形，共振激活双光子过程以产生明亮且纯的光子对束。我们的工作确立了干涉工程化的多体相互作用作为按需量子光产生的可扩展机制，并为在量子光子学中利用集体多体物理开辟了新途径。