谷极化光子实现的大原子量子光学

谷电子学与谷光子学利用谷自由度来编码和操纵信息。本研究证明,在量子光学中,只要将简单的两能级发射器非局域地耦合到光场中(即实现所谓的巨原子),即可选择性激发光子谷。具体而言,研究团队考虑一个量子比特与工程化蜂窝晶格谐振器阵列在多个耦合点相连,该阵列具有失谐的子晶格频率。通过调整耦合点的几何结构,巨原子能够选择性地向单一光谷发射光子。由此发射的光子具有明确的谷特征,并继承了相应的贝里曲率。通过将量子比特置于子晶格相反失谐区域之间的畴壁附近(其界面支持谷极化边缘模式),发射沿畴壁方向呈手性特征。这为在不破坏电磁介质时间反演对称性的平台上(如电路量子电动力学系统)实现单光子抗无序手性发射提供了一条有前景的途径。

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提交arXiv: 2026-05-07 18:00

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