自由空间中具有原子阵列的多通道波导 QED

我们研究被驱动至里德伯能级的二维（2D）原子阵列的光散射。我们表明该问题可映射为一种广义的波导 QED 模型，由多个一维光子通道（横向模式）组成，每个通道与阵列的相应里德伯表面模式定向耦合。在里德伯阻塞区中，不同表面模式的集体激发相互阻塞，导致多通道关联光子态。利用解析方法，我们刻画了通道间量子关联，并阐明了阵列的集体双光子共振的作用。我们的结果开启了自由空间平台中光子的多模多体物理与量子信息的新可能。