单光子路由器：利用量子干涉对单光子多通道散射的相干控制

我们提出了一种单光子路由器，该路由器利用一个具有反演中心的原子耦合到由耦合谐振波导构成的量子多通道。我们表明，原子的自发发射可以将单光子从一个量子通道导向另一个量子通道。由于光学跃迁原子振幅中的量子干涉，按需施加的经典场可以完美地关闭单光子路由功能。入射通道中的全反射归因于连续域中的光子束缚态。我们发现了两个虚拟通道，分别称为无散射通道和可控通道，它们是量子通道的相干叠加。任何入射到无散射通道的光子都会被完全透射。可控通道的传播态与无散射通道的传播态正交。可控通道中的单光子可以被原子完美地反射或透射。