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镜像介导的远程耦合与空间分离致极化极化子浓缩物的稳健相位锁定

光学 2025-06-27 v1 介观与纳米尺度物理

摘要

晶格阵列已被证明是复杂数学问题的模拟器。在所有物理晶格中,耦合仅限于最近邻或最近加次近邻邻居;晶格的几何结构控制各节点的耦合方式。实现独立可调的远距离相互作用对于可扩展的类比自旋机器至关重要,但迄今仅受限于短程几何耦合。本文展示了使用二维极化子浓缩物晶格,通过第三维度任意选择两个节点进行相干耦合的可能性。来自浓缩物一个节点的垂直发射光可以被成像并送回系统,以照射到任意距离的另一个浓缩物。我们针对两个浓缩物的案例进行演示,首先确保它们在晶格平面内无耦合,然后使用外部成像实现相位锁定。相位分辨干涉测量确认可见的干涉条纹,即使直接平面耦合被抑制,也实现确定性相位锁定。解析建模揭示了支撑稳健相干性的互补机制。由于镜像系统不包含摄像机、调制器或电子处理,浓缩物对偶可作为纯粹的高带宽类比元件。通过分段微镜阵列实现稠密图的扩展最终仅受视场和数值孔径限制。本方案为光速下的可重构、高效能极化子硬件在优化、分类、聚类及其他类神经形态任务中铺平了道路。

关键词

引用

@article{arxiv.2506.20924,
  title  = {Mirror-mediated long-range coupling and robust phase locking of spatially separated exciton-polariton condensates},
  author = {Shuang Liang and Hassan Alnatah and Qi Yao and Jonathan Beaumariage and Ken West and Kirk Baldwin and Loren N. Pfeiffer and Natalia G. Berloff and David W. Snoke},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2506.20924},
  year   = {2025}
}