通过拓扑波导量子电动力学装置中巨原子能级交叉实现光子态调控

波导量子电动力学中的光子态工程通常基于局域光-物质相互作用,这限制了对束缚光子态空间结构的调控能力。本研究展示了一种由非局域巨型原子耦合与拓扑能带结构相互作用产生的新机制。具体而言,我们考虑将巨型原子耦合至Su-Schrieffer-Heeger波导,证明该构型能实现受拓扑能隙保护的、可控的能级交叉现象。通过绝热地扫描原子失谐度穿越交叉点,可实现不同光子束缚态间的可控转换。在双巨型原子构型中,该机制能将空间分裂态高保真地转化为空间聚合态。将此方案拓展至三巨型原子系统时,我们进一步实现了通过连续带隙内能级交叉介导的、具有鲁棒性且保持波形不变的光子传输。这些结果表明,拓扑特性与非局域光-物质耦合的结合,可在波导量子电动力学平台上实现束缚光子态的可编程调控。
作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2026-04-16 06:15

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