波导耦合的原子阵列单集体激发
量子物理
2019-09-20 v1 光学
摘要
近年来，人们投入了大量努力将超冷原子与纳米光子器件结合，以不仅在自由空间实现方案中取得更好的可扩展性与优值，而且获得原子-光子相互作用的新范式。介电波导为此类集成提供了有前景的平台，因为它们能够对传播光进行紧密的横向限制、在单通配置中实现强光子-原子耦合，以及由导波光子介导的潜在长程原子-原子相互作用。然而，在此类原子-波导接口中制备非经典量子态尚未实现。在此，通过使用沿光学纳米纤维俘获的铯原子个体阵列，我们观测到耦合到纳米尺度波导的单个集体原子激发。所存储的集体纠缠态可通过外部激光脉冲高效读出，导致按需发射单光子进入导模。我们通过双光子分量的抑制表征所发射的单光子，并确认原子激发的单重特性，其可以以约 25% 的效率被检索。我们的结果展示了波导量子电动力学这一新兴领域所需的关键能力，在量子网络、量子非线性光学和量子多体物理方面具有应用。
引用
@article{arxiv.1909.08641,
title = {Waveguide-coupled single collective excitation of atomic arrays},
author = {N. V. Corzo and J. Raskop and A. Chandra and A. S. Sheremet and B. Gouraud and J. Laurat},
journal= {arXiv preprint arXiv:1909.08641},
year = {2019}
}