混合量子晶格模型:极化激元、光子与自旋波的传播

控制量子激发在低维量子系统中的传播对于推进量子技术(包括通信网络和量子模拟器)至关重要。该研究团队提出了一种由耦合腔量子电动力学(QED)单元组成的一维混合量子晶格模型。每个单元集成有与二能级系统(TLS)相互作用的单模腔,并具有相邻TLS之间的直接耦合特性。根据光-物质耦合与自旋-自旋相互作用之间的关联,这种构型可实现极化激元、自旋波和光子的相干传播。通过采用时间演化块消减(TEBD)算法,研究人员模拟了不同激发构型的动力学行为,并利用局域观测量分析了它们的传输特性。该工作揭示了通过系统参数匹配阻抗与共振条件对于不同类型激发的传播或混合晶格中激发性质转换的重要性。这些发现为设计低维量子系统中可控量子链路和单激发交换提供了新思路。

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