强相互作用光子的量子涡旋
量子物理
2023-09-04 v2 光学
摘要
涡旋是非线性物理中拓扑非平凡动力学的标志，并出现于从空间、大气到凝聚态与量子气体等海量系统中。在光学中，涡旋表现为电磁场的相位扭曲，通常由光与物质的相互作用形成。由光与自身的有效相互作用形成涡旋需要强光学非线性，因此迄今仅限于经典 regime。本文报道在量子非线性光学介质中由强光子-光子相互作用产生的量子涡旋的实现。该相互作用导致共传播光子更快的相位累积。类似于平板推动水，局域相位累积在两光子波函数内产生量子涡旋-反涡旋对。对三光子，涡旋线与中心涡环的形成证实了真正的光子三重相互作用。由两光子和三光子束缚态主导的波函数拓扑施加了每光子 的条件相移，这是确定性量子逻辑操作的潜在资源。
引用
@article{arxiv.2302.05967,
title = {Quantum vortices of strongly interacting photons},
author = {Lee Drori and Bankim Chandra Das and Tomer Danino Zohar and Gal Winer and Eilon Poem and Alexander Poddubny and Ofer Firstenberg},
journal= {arXiv preprint arXiv:2302.05967},
year = {2023}
}
备注
The first two authors contributed equally to this work