مقاله تولید تک فوتون با خلوص بالا بر اساس QED حفره ای

چکیده

We propose a scheme for generating a high-purity single photon on the basis of cavity quantum electrodynamics (QED). This scheme employs a four-level system including two excited states, two ground states, and two driving lasers; this structure allows the suppression of the re-excitation process due to the atomic decay, which is known to significantly degrade the single-photon purity in state-of-the-art photon sources using a three-level system. Our analysis shows that the re-excitation probability arbitrarily approaches zero without sacrificing the photon generation probability when increasing the power of the driving laser between the excited states. This advantage is achievable by using current cavity-QED technologies. Our scheme can contribute to developing distributed quantum computation or quantum communication with high accuracy.

چکیده به فارسی (ترجمه ماشینی)

ما یک طرح برای تولید یک فوتون منفرد بالا بر اساس الکترودینامیک کوانتومی حفره (QED) پیشنهاد می کنیم.این طرح از یک سیستم چهار سطح شامل دو حالت هیجان زده ، دو حالت زمینی و دو لیزر رانندگی استفاده می کند.این ساختار به دلیل پوسیدگی اتمی ، سرکوب فرآیند مجدد مجدد را امکان پذیر می کند ، که شناخته شده است که با استفاده از یک سیستم سه سطح ، خلوص تک فوتون را در منابع فوتون پیشرفته تخریب می کند.تجزیه و تحلیل ما نشان می دهد که احتمال مجدد مجدد به طور خودسرانه بدون قربانی کردن احتمال تولید فوتون هنگام افزایش قدرت لیزر رانندگی بین حالتهای هیجان زده ، به صفر نزدیک می شود.این مزیت با استفاده از فن آوری های فعلی Cavity-Qed قابل دستیابی است.طرح ما می تواند در توسعه محاسبات کوانتومی توزیع شده یا ارتباط کوانتومی با دقت بالا کمک کند.