|
Основные достижения 2021 годаДолгоживущие квантовые состояния ансамбля кубитов в волноводесектор теории квантовых когерентных явлений в твердом теле (Тарасенко,СА)
Построена теория многочастичных квантовых состояний ансамбля двухуровневых систем, взаимодействующих с фотонами, распространяющимися в волноводе (рис. а-в). В качестве реализации таких двухуровневых систем могут выступать сверхпроводящие кубиты, холодные атомы, полупроводниковые квантовые точки. Предсказано существование в ансамблях кубитов долгоживущих многочастичных квантовых состояний, для которых подавлено радиационное затухание. Простейшим примером такого субрадиационного состояния является антисимметричная суперпозиция однократно возбужденных состояний пары близко расположенных двухуровневых систем (рис. а). В дипольном приближении радиационное затухание такого состояния запрещено, поэтому оно является долгоживущим. Существование и природа многочастичных субрадиационных состояний в случае, когда число возбуждений k и число кубитов N велики, k~N>>1, ранее не изучались. В работе [1] нами показано, что многочастичные субрадиационные состояния существуют только если фактор заполнения массива f=k/N не превышает 1/2. Доказано, что для порогового значения фактора заполнения f=k/N=1/2 наиболее субрадиационным состоянием становится произведение димеризованных состояний соседних кубитов (рис. б). Нами также построена теория квантовых корреляций в излучении брэгговских массивов кубитов, период которых кратен половине длине волны света на резонансной частоте ?0/2. Предсказано [2], что в этом случае в излучении проявляются долгоживущие квантовые корреляции (группировка и антигруппировка фотонов), время жизни которых превышает как радиационное, так и нерадиационное время жизни одного кубита. Увеличение времени жизни связано с тем, что кубиты оказываются в узлах стоячей световой волны, поэтому нерадиационное затухание оказывается подавленным (рис. в).
Иллюстрации
Направление ПФНИ 1.3.5.2. Тема Госзадания ФТИ им. А.Ф. Иоффе 0040-2014-0005. Работы поддержаны грантом РНФ 20-12-00194 и грантом Совета по грантам Президента РФ для молодых докторов наук MД-243.2020.2. Публикации
|
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
© 2005–2020 разработка и сопровождение: ОНТИ ФТИ им. А.Ф. Иоффе
|