光子平带晶格中的量子局域态

最近，在经典光描述的假设下，平带晶格中光的局域化已被提出并在多种构型中得到了实验证明。在此，我们研究量子范畴下的光局域化问题。我们关注在线性光谱内展现出完美平带的准一维和二维晶格。量子局域态被构造为相互作用哈密顿量的本征态，具有为零的本征值和明确定义的总光子数。这些态是福克态的叠加，其概率振幅由多项式系数的正平方根和负平方根给出。通过考虑具有不同总光子数的局域量子态的泊松叠加，可以恢复经典图像。我们还研究了平带量子态的可分离性，并将其应用于通过多芯光纤传输信息，在这些光纤中，这些态允许完全被动地抑制光子串扰，并表现出对光子损失的鲁棒性。最后，我们提出了一种新颖的片上装置，用于实验制备任意光子数的局域量子光态。