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A room-temperature single-photon source based on strongly interacting Rydberg atoms

机译:基于强相互作用的里德堡原子的室温单光子源

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摘要

Tailored quantum states of light can be created via a transfer of collective quantum states of matter to light modes. Such collective quantum states emerge in interacting many-body systems if thermal fluctuations are overcome by sufficient interaction strengths. Therefore, ultracold temperatures or strong confinement are typically required. We show that the exaggerated interactions between Rydberg atoms allow for collective quantum states even above room temperature. The emerging Rydberg interactions lead both to suppression of multiple Rydberg state excitations and destructive interference due to polariton dephasing. We experimentally implemented a four-wave mixing scheme to demonstrate an on-demand single-photon source. The combination of glass cell technology, identical atoms, and operation around room temperature promises scalability and integrability. This approach has the potential for various applications in quantum information processing and communication.
机译:可以通过将物质的集体量子态转移到光模式来创建量身定制的光量子态。如果通过足够的相互作用强度克服了热涨落,这种集体量子态就会在相互作用的多体系统中出现。因此,通常需要超冷温度或强约束。我们表明,里德堡原子之间的夸大相互作用甚至在室温以上也允许集体量子态。新兴的里德伯格相互作用既抑制了多个里德伯格状态激发,又由于极化移相导致了破坏性干扰。我们通过实验实现了四波混合方案,以演示按需单光子源。玻璃电池技术,相同的原子以及在室温下运行的结合保证了可扩展性和可集成性。这种方法具有在量子信息处理和通信中的各种应用的潜力。

著录项

  • 来源
    《Science》 |2018年第6413期|446-449|共4页
  • 作者单位
  • 收录信息 美国《科学引文索引》(SCI);美国《工程索引》(EI);美国《生物学医学文摘》(MEDLINE);美国《化学文摘》(CA);
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
  • 中图分类
  • 关键词

  • 入库时间 2022-08-18 04:10:10

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