由Dzyaloshinskii-Moriya相互作用引起的量子非递关系
量子物理
2026-02-13 v1
摘要
我们报告了通过Dzyaloshinskii-Moriya相互作用(DMI)在otherwise achiral、波导量子电动力学中诱导量子非递关系的理论研究。使用两个受控于一维波导的两能级系统的完整量子主方程和输入输出形式，我们表明工程化的DMI可实现otherwise reciprocal系统中的强非递关系，其可调行为由驱动强度、频率偏移和DMI的相位所支配。我们不仅演示了非递关系的传输，还演示了非递关系的量子纠缠和光子簇拥。该系统可以在某些去相干通道不参与时处于纯态。纯态导致功率无关的完美透明度。推导条件依赖于传播相位、两个量子子的相对频率偏移以及交换相互作用。在这些纯态点上，稳态纠缠是递关系的，采用闭式表达式表示；远离这些点时，相位控制可产生强纠缠非递关系。DMI还重新塑造光子统计，将两光子相关性重新分配，并将有限DMI下从传输（无DMI）到反射处的超簇拥现象移位。这些结果确立了DMI作为工程化非递关系、透明度、纠缠和光子相关性的多功能资源，使无需依赖奇异波导即可实现隔离器、路由器和超簇拥光源。
引用
@article{arxiv.2602.11284,
title = {Quantum nonreciprocity from qubits coupled by Dzyaloshinskii-Moriya interaction},
author = {Zhenghao Zhang and Qingtian Miao and G. S. Agarwal},
journal= {arXiv preprint arXiv:2602.11284},
year = {2026}
}