Letter
量子物理学：原子状の反射鏡による共振器量子電気力学
Nature 569, 7758 doi: 10.1038/s41586-019-1196-1
原子による放射の放出は原子の不変な特性ではなく、むしろ電磁環境に依存し、集団の場合には、原子間の集団相互作用にも依存すると長い間認識されてきた。開放系の放射環境では、増強された自然放出、すなわち超放射が集団相互作用の特徴であり、急速な原子崩壊によって非散逸的なダイナミクスはほぼ隠される。本論文では、単一の人工原子と、原子アレイのエンタングルした集団状態の間の励起の動的交換を、一次元導波路に沿う超伝導量子ビット（キュービット）として実現された人工原子の正確な位置決めを通して観察したことを報告する。この集団状態は暗であり、放射を捕捉するとともに、人工原子がなければ開放されている導波路において、人工原子が共鳴反射鏡として働く共振器に似た系を生成する。こうして出現した原子–共振器系は、散逸に対する相互作用の比が大きく（協同性は100を超える）、コヒーレント相互作用が散逸とデコヒーレンスの効果を上回る強結合領域に達することが示された。開放導波路内で相互作用キュービットとの強結合を実現することによって、高効率で多光子の暗状態を合成する手段が得られ、量子エミッターアレイの相関した散逸とデコヒーレンスのない部分空間を多体レベルで利用する道が開かれる。
