巨原子在结构环境中的选择性能带相互作用与长程跳跃

巨原子在多个离散点与环境耦合，由于其非局域耦合，在量子光学中展现出各种非平凡现象。在本研究中，我们提出了一种同时具有色散带和平带的一维十字绣梯子晶格。通过调制耦合点之间的相对相位，巨原子可选择性地与任一能带相互作用。首先，我们分析了色散带与平带在两个点相交且原子频率位于带内的情形。与同时与两个能带相互作用的小原子不同，具有可控相位的单个巨原子仅与色散带或平带相互作用。其次，在带隙区域，两个原子通过束缚态重叠（表现为偶极-偶极相互作用）相互作用，我们证明与小原子相比，巨原子能够实现确定性的长程跳跃和更高保真度的能量交换。这些发现为量子信息处理提供了有前景的应用，增强了量子系统和器件的可控性与选择性。