Radiative cascades in charged quantum dots
我们测量，为第一次，双光子辐射级联由于顺序复合的量子点限制的电子空穴对在存在一个额外的旁观者载流子。我们确定了直接的，所有的光学级联涉及自旋封锁的中间状态，和间接级联，其中非辐射弛豫之前的第二次复合。我们的测量也提供自旋退相率的限制载流子。
2009-10-12 cond-mat.mes-hall
State Initialization of a Hot Spin Qubit in a Double Quantum Dot by Measurement-Based Quantum Feedback Control
提出了一种基于测量的双量子点自旋量子位耦合到超导谐振器中的自旋态初始化量子反馈方案。该协议改进了量子比特状态初始化，因为它能够在更短的时间内稳健地准备自旋，并达到更高的保真度，这可以预先设置。能够预先设置所针对的保真度是一个非常期望的特征，使得量子位初始化更具确定性。本文开发的协议在高温下也是有效的，这对于目前在量子计算机中扩大量子比特数量的努力至关重要。
2022-11-11 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum-tomography of entangled photon pairs by quantum-dot cascade decay
我们计算了半导体量子点双激子级联衰变产生的偏振纠缠光子对的同时纠缠度。我们展示了腔诱导的光子速率发射的增加如何减少点退相和激子精细结构的不利影响。然而，强大的点腔耦合和有限的检测效率，以减少所需的级联衰减的相关性相对于竞争过程。这影响了纠缠光子对源的优点，超出了量子层析成像的估计。
2006-06-12 cond-mat.mes-hall
Optical initialization, readout and dynamics of a Mn spin in a quantum dot
我们研究了通过光抽运嵌入CdTe/ZnTe量子点中的单个Mn原子的自旋制备效率。在单个量子点中的共振光泵浦过程期间监测荧光强度的时间依赖性允许直接探测Mn自旋初始化的动态。该技术提供了在同一步骤中包括Mn自旋的制备和读出的便利。我们的测量表明，当激光共振驱动饱和的一个量子点跃迁时，在零磁场下，锰自旋初始化的效率可以达到75%，并且发生在数十个\emph{ns}范围内。我们观察到光抽运效率随点的不同而变化，并且在Voigt或Faraday结构中受到几十mT的磁场的影响。这归因于Mn位置处的局部应变分布，其主要决定了Mn自旋在弱磁场下的动力学。量子点的自旋翻转散射光子的光谱分布呈现出弱的光泵浦效率，揭示了Mn自旋交换场中激子分裂的显著自旋弛豫。
2010-03-09 cond-mat.mes-hall
Luminescence Spectra of a Quantum-Dot Cascade Laser
在量子级联激光器中，有源区中的量子阱被具有类似原子的离散能级的量子点所取代，这是一个有趣的系统，用于研究光谱学中的新特性。我们研究的结构，适合在耦合点的对角激光跃迁，和垂直激光跃迁在一个单一的点，在激光器件的有源区。作为电子数和量子点尺寸的函数的发光光谱表明，对于对角跃迁，可以通过增加量子点中的电子布居以及通过减小量子点的尺寸来实现发射光谱中的显著量的蓝移。
2000-09-02 cond-mat.mes-hall
Optical Spin Initialization and Non-Destructive Measurement in a Quantum Dot Molecule
用光学方法制备了自组装InAs/GaAs量子点分子中的电子自旋，并通过三重态测量了电子自旋。使用纵向磁场将三子态中的两个调谐到共振，通过不对称自旋交换形成叠加态。因此，自旋翻转拉曼跃迁可用于光学自旋初始化，而单独的三振子状态使循环跃迁能够用于非破坏性测量。通过双激光透射光谱，我们同时演示了这两种操作，这是以前在单个量子点中无法实现的。
2008-10-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
High-fidelity initialization of long-lived quantum dot hole spin qubits by reduced fine-structure splitting
我们提出了一种按需空穴自旋量子比特初始化方案，该方案满足量子信息处理的四个关键要求：快速初始化（1/e ~ 100 ps）、高保真度（F > 99%）、长量子比特寿命$(2T_{1}>T_{2}^{*}\simeq10\:\mathrm{ns})$以及与光相干控制方案的兼容性.这是通过在零磁场下以非常低的精细结构分裂快速电离InGaAs量子点中的激子来实现的。此外，我们还发现，通过光学斯塔克效应将精细结构分裂调谐到接近于零，可以提高任意量子点的空穴自旋保真度。
2015-09-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
Initialization of a spin qubit in a site-controlled nanowire quantum dot
使用固态自旋量子比特的容错量子中继器或量子计算机可能需要在网格中排列许多自旋的物理实现。自组装量子点（QD）已被确立为用于构建基于自旋的量子信息处理设备的有吸引力的候选者，但是这样的QD是随机定位的，这使得它们不适合于构建大规模处理器。最近的努力表明，嵌入纳米线中的量子点可以确定性地定位在规则阵列中，可以存储单电荷，并具有优异的光学特性，但到目前为止还没有使用纳米线量子点进行自旋量子比特操作的演示。在这里，我们展示了被困在站点控制的纳米线量子点中的单个自旋的光泵浦，导致高保真度的自旋量子比特初始化。这代表了在纳米线量子点中建立自旋作为量子存储器的下一步，适用于基于自旋量子位的全光学控制的大规模容错量子计算机或中继器。
2016-05-20 cond-mat.mes-hall
Path-dependent initialization of a single quantum dot exciton spin in a nano-photonic waveguide
我们展示了一个平面内初始化和读出的单个激子自旋的InGaAs量子点（QD）耦合到GaAs纳米束波导的计划。QD和纳米束的光学模式的手性耦合使得在没有场的情况下，在磁场$B=1$ T和$\sim$ 0.9中能够实现自旋初始化和接近统一的读出保真度。我们进一步表明，这种面内激发方案是独立的入射激发激光偏振，只依赖于激发方向。该方案为量子信息应用中的光子介导自旋网络提供了一个鲁棒的面内自旋激发基础。
2016-09-02 cond-mat.mes-hall quant-ph
Terahertz Lasing at Roomtemperature: Numerical Study of a Vertical-Emitting Quantum Cascade Laser Based on a Quantum Dot Superlattice
研究了以量子点链为活性材料的太赫兹量子级联激光器的室温激射特性，该激光器适用于无线通信和成像技术。基于单量子点波函数的“量子点轨道的线性组合”方法，使这种扩展的耦合量子点系统的能带结构计算成为可能。我们的研究结果表明，耦合量子点的强垂直发射，减少声子耦合和面内散射，使室温激光与显着降低阈值电流密度。
2021-02-10 cond-mat.mes-hall
Ultrafast spin initialization in a gated InSb nanowire quantum dots
提出了一种快速、精确的静电量子点中单个电子自旋初始化方法。该点是在纳米器件中创建的，该纳米器件由催化生长的锑化铟（InSb）纳米线和附近的栅极组成，控制电压施加到该栅极。首先，我们将任意自旋的单个电子插入导线。自旋的操作使用由电场引起的Rashba自旋-轨道相互作用来执行。首先，施加到横向栅极的单个电压脉冲用于将电子波包分裂成具有相反自旋取向的两个部分。接下来，施加到其余栅极的另一电压脉冲使两个部分的自旋在相反方向上旋转$π/2$。这样，最初相反的自旋部分最终指向相同的方向，沿着量子线的轴。因此，我们在预定义的方向上设置自旋，而不管其初始方向。这是在小于$60\,\mathrm{ps}$的时间内实现的，而不使用微波、光子或外部磁场。
2018-12-22 cond-mat.mes-hall
Entanglement swapping with energy-polarization entangled photons from quantum dot cascade decay
我们从理论上研究了基于量子点作为纠缠光子对源的纠缠交换过程的效率。影响这种效率的四光子干涉可能受到精细结构分裂和级联光子之间的时间相关性的限制，这提供了哪条路径的信息。光谱不均匀性的影响也被认为是，和一个可能的量子擦除实验的情况下，相同的点进行了讨论。
2014-06-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
Radiative cascade from quantum dot metastable spin-blockaded biexciton
我们从中性半导体量子点中探测到一种新的辐射级联。级联起始于亚稳态双激子态，其中空穴形成自旋三重态配置，Pauli阻断从弛豫到自旋单重态基态。三重态双激子有两条光子-声子-光子衰减路径。与其中两个光子共线偏振的单重态-基态双激子辐射级联不同，在三重态双激子级联中，它们交叉线偏振。我们测量了双光子偏振密度矩阵，发现当中间激子从激发态弛豫到基态时，所发射的声子保持了激子的自旋。因此，声子除了它的能量之外，不携带任何关于哪条路径的信息。然而，纠缠蒸馏光谱过滤被发现是相当无效的级联。这种缺陷是由于激发态激子中的各向异性电子-空穴交换相互作用与基态激子中的相反。
2010-07-01 cond-mat.mes-hall
Entangled photon pairs from a quantum dot cascade decay: the effect of time-reordering
受限载流子之间的库仑相互作用消除了量子点激发光谱中的简并。这提供了双激子级联衰减中的路径信息，从而破坏了发射光子对的能量偏振纠缠。我们从理论上分析了跨代（AG）的颜色重合的策略，最近提出的替代以前，代内（WG）的方法。我们模拟系统动力学和计算的关联函数内的密度矩阵形式主义。这允许估计可通过偏振层析成像实验访问的量，并且进入双光子并发的表达式。我们确定的AG方法内的最佳参数，以及相应的最大值的并发。
2008-07-07 cond-mat.mes-hall
Quadexciton cascade and fine structure splitting of the triexciton in a single quantum dot
本文报道了GaAlAs/AlAs量子点中四激子级联复合的发射谱线的性质，并通过偏振分辨光致发光和单光子相关实验进行了研究。研究发现，在双步4X-3X过程中发射的光子与2X-X级联中相关光子的偏振守恒情况相似，都保持其线偏振。相反，对于3X-2X级联，观察到共线或交叉线光子对的发射。在偏振分辨光致发光实验中，与四激子级联相关的每条发射线都显示出双重态结构。当偏振轴选择为沿着和垂直于[110]晶体学方向时，可以看到最大分裂。这种效应归因于在各向异性限制势的存在下，激子和三激子态的精细结构分裂。我们还表明，在三激子状态的分裂超过激子状态的一个因素高达8和它们的比例尺度与3X和X发射线之间的能量距离，因此，很可能，与横向尺寸和/或组成的点。
2015-08-13 cond-mat.mes-hall
Cascaded exciton emission of an individual strain-induced quantum dot
单应变诱导量子点被隔离的光学实验通过选择性地去除诱导InP岛从样品表面。单，双和三激子跃迁的非偏振发射的功率依赖的光致发光光谱确定。采用时间分辨的实验在不同的激发功率下进行，我们发现一个明显的转变，这些不同的过渡预期从级联发射的上升和衰减时间。三步级联的速率方程模型，发现很好的协议。
2009-08-12 cond-mat.mes-hall quant-ph
Determinstic Generation of a Quantum Dot-Confined Triexciton and its Radiative Decay via Three-Photon Cascade
半导体量子点（QDs）是一种潜在的单光子和纠缠光子源，在量子信息处理中具有潜在的应用价值。利用双激子-激子辐射级联模型证明了偏振纠缠光子对的产生。增加量子点发射的量子相关光子数量的一个明显方法是使用高阶多激子，特别是三激子。为了实现这一目标，我们首先证明了量子点限制的三激子在一个定义明确的相干态的确定性产生，然后光谱识别和直接测量三光子辐射级联产生的顺序三激子-双激子-激子辐射复合。
2014-12-09 cond-mat.mes-hall quant-ph
Initialization of Neutral and Charged Exciton Spin States in a Telecom-Emitting Quantum Dot
Julius-Maximilians-Universität Würzburg（维尔茨堡朱利叶斯-马克西米利安大学）；University of Stuttgart（斯图加特大学）
本研究通过准共振p壳激发方法，在电信波段实现中性激子和负三重态的自旋初始化，并测量空穴相干时间下限，提升其作为量子光子方案的候选资格。
2025-04-29 cond-mat.mes-hall quant-ph
Optical pumping and initialization of a hole spin in site-controlled InGaAs pyramidal quantum dots
本研究在（111）B GaAs金字塔形量子点中，通过强磁场和光学激发实现空穴自旋的高保真初始化与泵浦，展示了其在量子硬件中的潜力。
2025-03-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Electrical initialization of electron and nuclear spins in a single quantum dot at zero magnetic field
从单个量子点发射圆偏振光依赖于注入具有明确定义的自旋偏振的载流子。在这里，我们展示了单点电致发光（EL）与圆偏振度高达35%，在零施加磁场。自旋极化电子的注入是通过将自旋LED器件顶部的GaAs CoFeB电极与有源区中的p型InGaAs量子点相结合来实现的。我们测量了几个$μ$ eV的Overhauser移位在零磁场的带正电的激子（trion X $^+$）EL发射，它改变了符号，因为我们扭转了注入的电子自旋取向。这是由与电注入电子自旋的超精细相互作用引起的量子点中的核自旋的动态极化的特征。该研究为在没有任何外部磁场的情况下，在单量子点中实现核自旋极化的电控制铺平了道路。
2018-03-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
All-electrically reading out and initializing topological qubits with quantum dots
我们分析了在一维半导体纳米线中，弱耦合到单能级量子点（QD）的拓扑量子比特的读取和初始化。结果表明，当通过调节门电压使Majorana费米子熔合时，可以通过量子点在一个能量窗口内的占据直接读出拓扑量子比特。量子比特的初始化也可以通过调节量子点上的栅极电压来实现，其中总费米子宇称守恒。因此，读取和初始化过程都可以以全电气方式实现。
2013-04-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Controlled tunneling induced dephasing of Rabi rotations for ultra-high fidelity hole spin initialization
我们报道了在没有外加磁场的情况下，保真度大于98.5%的自组装量子点中单个重空穴自旋的亚皮秒初始化。使用光学可寻址的电荷和自旋存储设备，我们定制的相对电子和空穴隧穿逃逸时间尺度的点，同时实现高保真初始化，长的空穴存储时间和高效率的读出通过光电流信号。我们测量电场依赖的拉比振荡的中性和带电激子跃迁的超快隧穿制度，并证明隧道诱导退相（TID）激子拉比旋转的拉比振荡的强度阻尼的主要来源在低拉比频率，低温制度。我们的结果是在非常好的定量协议与量子光学模拟揭示TID可以用来精确地测量隧道逃逸时间和提取不同的电荷配置的量子点的库仑结合能的变化。最后，我们证明了亚皮秒电子隧穿逃逸TID的相干驱动激子跃迁有利于超快空穴自旋初始化与近统一的保真度。
2015-04-03 cond-mat.mes-hall
Electron cascade for spin readout
限制在半导体量子点阵列中的电子同时具有电荷和自旋自由度。自旋提供了一个良好的可控和长寿的量子位实现。点阵列中的电荷配置受到库仑排斥的影响，并且相同的相互作用使得电荷传感器能够探测这种配置。在这里，我们表明，库仑排斥允许初始电荷跃迁，以诱导随后的电荷跃迁，诱导级联的电子跳跃，像推倒多米诺骨牌。级联可以沿着量子点阵列在一段距离上传输信息，该距离远超过直接库仑排斥的效果。我们证明，级联的电子可以结合泡利自旋封锁读出自旋使用远程电荷传感器。我们在1.7 $\mathrmμ$ s内实现了> 99.9%的自旋读出保真度。基于级联的读出使得能够操作密集堆积的二维量子点阵列，其中电荷传感器放置在外围。这种阵列的高连通性极大地提高了量子点系统用于量子计算和模拟的能力。
2020-02-20 cond-mat.mes-hall quant-ph
Electric-field control of photon indistinguishability in cascaded decays in quantum dots
本文提出通过外加电场调控量子点双激子-激子级联跃迁的寿命比，从而提升级联发射光子的不可分辨性，实验表明其不可分辨性随电场增强而提高且线宽保持接近变换极限，有利于多光子干涉应用。
2025-02-27 cond-mat.mes-hall quant-ph
Coupling an electron spin in a semiconductor quantum dot to an optical nano-cavity
我们提出了一个方案，有效地耦合一个单一的量子点电子自旋的光学纳米腔，这使我们能够同时受益于腔作为一个有效的光子接口，以及执行高保真度（近100%）自旋初始化和操纵体半导体实现。此外，腔的存在加速自旋初始化过程超过GHz。
2013-04-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
Realization of a cascaded quantum system: heralded absorption of a single photon qubit by a single-electron charged quantum dot
光子损耗是实现量子网络节点间量子态传输的主要限制。一个预示着成功转移而不透露任何关于量子位的信息的测量可以减轻这种限制。在这里，我们展示了由单个中性量子点产生的单个光子量子比特被位于5米远的单电子带电量子点吸收。量子信息到自旋自由度的转移发生在光子发射时：对于适当选择或制备的量子点，检测到该光子不会产生关于量子位的信息。我们表明，这个过程可以结合本地操作光学上进行的目的地节点，通过测量吸收的光子的颜色和电子自旋的最终状态之间的经典相关性。我们的工作提出了实现基于级联量子系统的量子信息协议的替代途径。
2017-01-24 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Modeling of a tunable-barrier non-adiabatic electron pump beyond the decay cascade model
推广了量子点退耦阶段由背隧误差控制的可调势垒非绝热电子泵的电荷俘获统计的级联衰减模型。控制准确的陷阱电荷量子化的热机制和动力学机制之间的竞争的能量尺度进行了讨论。提出了一个包含量子点重新布居误差的经验拟合公式，并在一个可精确求解的速率方程模型下进行了检验。
2014-02-04 cond-mat.mes-hall
Radio-frequency electron cascade in semiconductor quantum dots
Quantum Motion（量子运动）；Cavendish Laboratory, University of Cambridge（剑桥大学卡文迪许实验室）；London Centre for Nanotechnology, UCL（伦敦纳米技术中心，伦敦大学学院）；Research Laboratory of Electronics, Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院电子研究实验室）；Institute of Experimental and Applied Physics and Halle-Berlin-Regensburg Cluster of Excellence CCE, University of Regensburg（雷根斯堡大学实验与应用物理研究所及哈雷-柏林-雷根斯堡卓越集群CCE）；Center for Quantum Devices, Niels Bohr Institute, University of Copenhagen（哥本哈根大学尼尔斯·玻尔研究所量子器件中心）；QuTech and Kavli Institute of Nanoscience, Delft University of Technology（代尔夫特理工大学QuTech和卡弗里纳米科学研究所）
本研究提出射频电子级联读出方法，利用量子点共隧穿实现电荷极化增强，通过理论与实验验证，提升半导体量子计算中色散读出的保真度。
2026-10-06 cond-mat.mes-hall quant-ph
The visibility study of S-T$_+$ Landau-Zener-Stückelberg oscillations without applied initialization
从量子信息研究中推导出的概率通常是基于对由初始化步骤分开的许多相同实验进行平均。随着量子线路复杂性的增加，这种初始化步骤在实验上变得更加难以实现。为了更好地理解不完美的初始化对推导出的概率的后果，我们研究了在测量之间不初始化系统的影响。为此，我们利用双量子点电路中的Landau-Zener-Stückelberg振荡。实验结果成功地与理论模拟。
2015-01-11 cond-mat.mes-hall
Resonant optical control of the spin of a single Cr atom in a quantum dot
在半导体主机中的Cr原子进行本地化的自旋与固有的大自旋应变耦合，特别有前途的混合自旋机械系统和相干机械自旋驱动的发展。我们在这里证明，在半导体量子点中插入一个单独的铬原子的自旋可以被光学控制。我们首先表明，Cr自旋可以通过共振光泵浦制备。在此过程中监测量子点的共振荧光强度的时间依赖性允许探测Cr自旋的光学初始化的动态。使用这种初始化和读出技术，我们测量的Cr自旋弛豫时间在T=5 K的约2微秒。最后，我们证明，在共振单模激光场下，单个Cr原子的任何自旋态的能量可以独立地利用光学斯塔克效应进行调谐。
2016-09-28 cond-mat.mes-hall
Counting statistics for electron capture in a dynamic quantum dot
我们报告的非侵入性单电荷检测的全概率分布$P_n$的初始化的量子点与$n$电子快速去耦从电子库。我们分析了数据的上下文中的顺序隧道夹断模型，它具有对应于两个相反的机制的通用解决方案。一个极限考虑连续的“冻结”的一个渐近演化的巨正则分布，另一个是一个无热极限相当于一个广义的衰变级联模型的解决方案。我们确定在我们的样品中的非热捕获机制，证明了我们的理论和实验相结合的方法的高精度。捕获机制之间的区别允许获得有效的实验策略，以改善初始化。
2012-11-08 cond-mat.mes-hall
A stable wavelength-tunable triggered source of single photons and cascaded photon pairs at the telecom C-band
基于光纤的远程量子通信的实现需要电信C波段的可调谐单光子源。各个源的稳定且易于实现的波长可调谐性对于（i）使远程源谐振、（ii）定义波长标准以及（iii）确保可扩展性以操作量子中继器是至关重要的。到目前为止，真正的电信单光子最有希望的来源是半导体量子点，因为它们能够确定性和可靠地发射单个纠缠光子。然而，所需的波长可调谐性是很难达到的。在这里，我们展示了一个稳定的波长可调谐的量子光源，通过集成应变释放的InAs量子点的压电基板。我们提出了在1.55 μm的触发单光子发射，多光子发射概率低至0.097，以及光子对发射的辐射双激子激子级联。我们实现了0.25 nm的调谐范围，这将允许光谱重叠远程量子点或将远程量子点调谐到与量子存储器共振。这为在电信波长上实现光子量子信息处理应用开辟了现实的途径。
2018-01-04 cond-mat.mes-hall
Efficient electronic structure calculations for extended systems of coupled quantum dots using a linear combination of quantum dot orbitals method
我们提出了一种新的“原子轨道的线性组合”的近似类型，使精确的电子结构计算系统的多达20个或更多的电子耦合量子点。使用现实的单量子点波函数为基础，扩大异质结构的本征态，我们的方法显示出良好的协议与全8带$\boldsymbol{k}\cdot\boldsymbol{p}$计算，作为我们的基准比较，与数量级减少计算时间。我们表明，为了正确预测这种耦合量子点堆叠的电子性质，有必要考虑整个异质结构中的应变分布。边缘效应决定了$\lesssim$ 10个量子点堆叠的电子结构，之后在中心形成均匀的限制区域。我们研究的首要目标是设计一堆垂直耦合的量子点，其带内阶梯势适合作为基于量子点的量子级联激光器的活性材料。通过对In $_{x}$ Ga $_{1-x}$ As/GaAs材料系统中不同量子点尺寸、材料成分和量子点间耦合强度的参数研究，我们发现，原则上可以实现带内阶梯势的完全相同跃迁.我们为超过800个独特的量子点生成的物种库提供了对异质结构的不同实现所需的基函数的轻松访问。在题为“基于量子点超晶格的太赫兹量子级联激光器的室温激光”的相关手稿中，我们研究了基于两个量子点单胞超晶格的太赫兹量子级联激光器的室温激光。
2019-12-09 cond-mat.mes-hall
Ultimate photon entanglement in biexciton cascade
本文提出对称胶体量子点经三重态激子介导产生纠缠光子对的理论，证明其并发度本质上高于传统双重态激子系统，并发现通过纳米晶各向异性与电子-空穴交换相互作用的协同可完全抑制超精细相互作用，达到半导体量子点纠缠光子产生的终极极限。
2025-11-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
Direct Measurement of Quantum Dot Spin Dynamics using Time-Resolved Resonance Fluorescence
我们在时间上解决了电子自旋限制在一个单一的自组装量子点的共振荧光直接测量自旋的光学初始化和自然弛豫时间尺度。我们的测量结果表明，自旋初始化发生在微秒量级的法拉第配置时，激光共振驱动的量子点跃迁。结果表明，在0.6特斯拉的外磁场作用下，光致自旋反转的机制从电子-核相互作用转变为空穴-混合相互作用。自旋弛豫测量结果的时间为毫秒量级，并表明由于自旋-轨道耦合，$B^{-5}$磁场依赖性一直持续到2.2特斯拉。
2009-08-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
Comparison of different concurrences characterizing photon-pairs generated in the biexciton cascade in quantum dots coupled to microcavities
我们比较了三种不同的并发度概念来测量双激子级联在微腔中的量子点中产生的双光子态的偏振纠缠。我们着重讨论了在双光子共振腔中具有有限双激子结合能的点的情况。除了依赖于时间的并发，它可以被分配到在任何时间点的双光子密度矩阵，我们研究了文献中常用的单和双时间积分并发是基于不同的量子态重建方案。我们认为，单时间积分的并发可以被认为是同时从腔体发射的光子的并发没有解决共同的发射时间，而更广泛研究的双时间积分的并发是指既不过滤相对于第一个光子的发射时间，也不相对于两个发射的光子之间的延迟时间的光子。分析和数值计算表明，单时间积分的并发确实同意以及与时间相关的并发在长时间的典型值，即使在声子的存在。因此，更容易测量的单时间集成并发访问的物理信息表示的时间相关的并发。然而，双时间积分的并发显示出不同的行为，相对于激子精细结构分裂的变化，甚至显示出完全不同的趋势时，腔损耗率和精细结构分裂之间的比率是变化的，而保持其产品常数。这意味着含时单时间积分并发与双时间积分并发所包含的物理信息是不等价的。
2018-05-09 cond-mat.mes-hall
From strong to weak temperature dependence of the two-photon entanglement resulting from the biexciton cascade inside a cavity
我们研究了腔中量子点双激子-激子级联中同时发射的光子对的纠缠度。四个点腔配置进行了比较，不同的腔模式和量子点跃迁之间的失谐，对应于不同的相对权重的直接双光子和顺序单光子过程。的依赖激子精细结构分裂$δ$的纠缠被发现是显着不同的四种配置。对于一个有限的分裂和低温，最高的纠缠被发现时，腔模式与双激子和基态之间的双光子跃迁共振，此外，双激子具有有限的结合能的几毫电子伏。然而，这种广泛使用的配置是相当强烈的声子的影响，使得其他点腔配置，通常被认为是不太适合获得高程度的纠缠，变得更有利的已经在10 K和以上的温度的顺序。如果腔模保持与激子到基态的跃迁之一共振，并且双激子结合能是有限的，则当$T$低于$\simeq$ 4 K时，正$δ$的纠缠随着温度的升高而急剧下降，但是对于较高的$T$，纠缠几乎与温度无关。
2019-06-04 cond-mat.mes-hall
Cascade spin dynamics of excitons localized in indirect-band-gap (In,Al)As/AlAs quantum dots with type-I band alignment
Ioffe Institute, Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院约费研究所）；Rzhanov Institute of Semiconductor Physics, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院西伯利亚分院拉扎诺夫半导体物理研究所）
本研究利用偏振选择光致发光光谱结合磁场，探究I型(In,Al)As/AlAs量子点中间接带隙激子的级联自旋动力学，推导模型并量化各向异性交换劈裂，揭示零磁场光取向的成因。
2026-09-07 cond-mat.mes-hall
Quantum dot spin qubits in Silicon: Multivalley physics
硅量子点自旋量子比特的研究是由硅中测量到的长自旋相干时间激发的，然而硅点的轨道谱由于谷自由度而增加。谷简并可以通过界面势来提升，这引起谷轨道耦合，但后者取决于界面的详细结构，并且通常是先验未知的。这些事实促使我们提供了一个广泛的研究自旋量子比特在硅双量子点，充分占谷自由度，并假设没有先验知识的谷轨道耦合。对于单自旋量子比特，我们分析了多路双量子点的光谱，讨论了一个量子比特的初始化，确定了最低能量的两个电子态成为单重态和三重态的条件，并确定了交换分裂的解析表达式.对于单重态-三重态量子比特，我们分析了单点谱和初始化过程、双点谱、非均匀磁场中的单重态-三重态混合以及多重态量子比特中自旋阻塞的特性。本文简要回顾了硅中的超精细相互作用，讨论了它在自然硅自旋阻塞中的作用，包括谷内效应和谷间效应。我们研究了双点谱随磁场的演化。我们简要地解决的情况下，谷轨道耦合是不同的，在每个点，由于界面粗糙度。我们提出了一个测量单个量子点谷分裂的新实验。我们讨论了在硅量子点中设计其他类型量子位的可能性，以及库仑相互作用引起的间隔耦合的大小。
2010-10-15 cond-mat.mes-hall
Selection Rules for Non-Radiative Carrier Relaxation Processes in Semiconductor Quantum Dots
利用辐射级联的时间分辨强度互相关测量方法研究了半导体量子点中受激载流子的非辐射弛豫过程。我们光谱识别间接辐射级联，其中包括中间声子辅助弛豫。第一光子的能量揭示了非辐射弛豫之前的多载波配置，而第二光子的能量揭示了弛豫之后的配置。因此，强度互相关测量提供了非辐射过程及其选择规则的定量测量。我们建立了一个模型，它准确地描述了电子-声子和电子-空穴交换相互作用的实验观察。我们的测量和模型为半导体纳米结构中的工程弛豫过程提供了一种新的工具。
2016-06-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Proposed Scheme to Generate Bright Entangled Photon Pairs by Application of a Quadrupole Field to a Single Quantum Dot
纠缠光子源是量子光学、量子传感和量子通信的关键。半导体量子点通过双激子-激子级联产生按需纠缠光子对。然而，这对光子在所有方向上各向同性地发射，因此将收集效率限制在百分之几。此外，量子点中的应变和结构不对称性提升了级联中中间激子态的简并度，从而降低了测量的纠缠保真度。本文提出了一种利用四极静电势从半导体量子点中产生纠缠光子对的方法。我们表明，四极电场校正激子波函数的空间不对称性的任何量子点偶极子取向和完全擦除精细结构分裂，而不损害电子和空穴之间的空间重叠。我们的方法与纳米光子结构（如微腔和纳米线）兼容，从而为具有高保真度和收集效率的纠缠光子的确定性来源铺平了道路。
2019-07-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
Tunneling Effects on Fine-Structure Splitting in Quantum Dot Molecules
我们从理论上研究了在不同的偏压控制隧穿机制下，垂直耦合量子点中偏压控制的点间隧穿对自旋激子发光性质的影响。作为一个主要的结果，对于强耦合点，我们预测光学精细结构分裂没有任何下降的光学振子强度大幅减少。这种特殊的减少减少了级联发射过程中的偏振衰减路径的偏振度，这表明使用堆叠的量子点分子作为纠缠光子对源。
2009-06-23 cond-mat.mes-hall
Theory of optical spin control in quantum dot microcavities
本文提出了一个关于嵌入零维微腔中的量子点中单电子自旋的光学初始化、控制和探测的微观理论。讨论了三振子与腔模的强耦合区。我们证明了在相对较弱的横向磁场中，利用单个圆极化脉冲进行自旋定向是可能的。分析了利用附加圆偏振脉冲控制自旋的可能性。在最佳条件下，自旋极化电子引起的克尔和法拉第旋转角可达几十度。
2015-09-01 cond-mat.mes-hall
Entanglement Dynamics of Molecular Exciton States in Coupled Quantum Dots
我们从理论上模拟了静态电场中耦合量子点对的电子动力学。然后我们研究了分子双激子辐射级联中偏振纠缠光子发射的可能性。通过数值模拟，我们分析了纠缠保真度与温度、电场以及隧道耦合的关系。我们建立了一个制度的直接-间接激子失谐耦合量子点优于单点纠缠光子产生，产生近单位的保真度在更大范围的交换分裂。
2016-03-09 cond-mat.mes-hall
Six-electron semiconductor double quantum dot qubits
我们考虑一个双量子点（DQD）量子比特，它包含六个电子，而不是通常的一个或两个。在这种自旋量子比特中，量子信息被编码在低位的单重态-三重态空间中，就像在双电子DQD量子比特的情况下一样。我们发现，初始化，操作，和读出可以类似地执行的两个电子的情况下，和能量间隙保持足够大，这些操作可以进行稳健。我们认为DQD潜力的参数选择是目前的实验能力的代表。使用两个互补的全组态相互作用方法得到的结果。
2013-04-22 cond-mat.mes-hall
Valley-based noise-resistant quantum computation using Si quantum dots
我们利用硅量子点的谷自由度设计了一个抗噪声的量子计算平台。量子位被编码在双量子点中具有不同谷组成的两个极化（1，1）自旋三重态中，其中塞曼场使得能够进行明确的初始化。顶栅给出了点之间谷分裂的差异，允许相对谷本征态之间的可控点间隧穿，这使得单量子比特旋转成为可能。双量子位操作依赖于带状线谐振器，并且读出依赖于电荷感测。电荷和自旋波动的灵敏度由谷间过程决定，并且与传统的自旋和电荷量子比特相比大大降低。为了进一步抑制噪声，我们描述了谷回波。
2012-03-27 cond-mat.mes-hall
Polarization entangled photons from quantum dots embedded in nanowires
我们首次测量了嵌入InP纳米线中的单个InAsP量子点的双激子到基态级联的光子偏振纠缠。我们观察到对参考最大纠缠态的保真度为0.76（2），同时观察到并发度为0.57（6）。
2014-06-02 cond-mat.mes-hall quant-ph
Conical Intersections Shed Light on Hot Carrier Cooling in Quantum Dots
本文通过圆锥交叉级联模型，解释了不同表面配体量子点中热载流子冷却的超快动力学，揭示了配体通过电子或振动耦合影响弛豫行为的机制。
2025-08-10 cond-mat.mes-hall
Intrinsic Metastabilities in the Charge Configuration of a Double Quantum Dot
我们报道了GaAs双量子点中的热激活亚稳态，在电荷稳定性图的菱形区域表现出实时电荷开关。意外电荷陷阱和传感器反向动作被排除在开关的起源之外。我们提出了一个扩展的典型的双点理论的基础上的内在的，热电子交换过程中通过水库，给出了很好的协议与实验。电子自旋通过交换过程随机化，从而促进快速的门控自旋初始化。同时，该过程为自旋弛豫时间设定了固有上限。
2015-05-13 cond-mat.mes-hall
Transport in serial spinful multiple-dot systems: The role of electron-electron interactions and coherences
量子点是纳米级系统，其中载流子被限制在所有三个空间方向上。这样的纳米系统适合于量子力学的基础研究，并且是诸如量子信息处理的应用的候选者。提出了量子点的线性排列可以作为量子级联激光器的设想。在本工作中，我们研究了电子-电子相互作用对弱耦合到两个引线的自旋串联三重量子点系统输运的影响。我们发现，由于电子-电子散射过程的传输是使超越常见的单粒子传输通道。这表明，串行量子点中的情况本质上偏离了量子级联激光器等分层结构，其中相邻能级之间存在明确的单粒子共振对于器件操作至关重要。此外，我们检查泡利主方程的有效性，通过比较它与一阶冯诺依曼方法。在这里，我们证明了相干性是相关的，如果本征态的能量间距小于铅跃迁率乘以$\hbar$。
2016-03-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Single-photon emission from the natural quantum dots in the InAs/GaAs wetting layer
对InAs/GaAs浸润层中形成的量子点进行了时间分辨的显微光致发光研究。这些点是由于在润湿层中的In组成的波动。它们显示出具有低空间密度的光谱尖锐的发光线。我们确定中性激子和双激子以及trions相关的线。激子发射反聚束（二阶相关值g^2（0）=0.16）和双激子-激子发射级联证明了量子点的非经典发射，并证实了它们作为单光子源的潜力。
2011-07-20 cond-mat.mes-hall
Coherent manipulation of charge qubits in double quantum dots
从理论上研究了双量子点中电子在快速偏压开关作用下的相干时间演化。正如实验所示，这种驱动的双量子点是控制操纵电荷量子比特的潜在设备。通过数值求解量子主方程，我们获得了能量和时间分辨的电子转移通过类似于测量数据的设备。观察到的振荡被发现依赖于水平偏移的两个点在操作过程中，最令人惊讶的是，也在初始化阶段。通过一个解析表达式，从一个大的偏差模型，我们可以理解的显着特点，这些振荡的实验数据和数值结果中看到。这些发现加强了对量子点之间电子相干转移的普遍解释。
2010-12-16 cond-mat.mes-hall
Time-resolved spectroscopy of multi-excitonic decay in an InAs quantum dot
利用高分辨时间分辨光谱研究了单个InAs量子点中多激子的衰变过程。一个级联的发射序列，涉及三个谱线被认为是在很宽的范围内的泵浦功率描述了一个简单的模型。测得的双激子衰减速率约为单激子衰减速率的1.5倍。这个比例表明存在选择规则，以及库仑相互作用对双激子波函数的显着影响。
2001-11-22 cond-mat.mes-hall
Synchronized single electron emission from dynamical quantum dots
研究了在单个时间调制门信号驱动下，多个动态量子点的同步量子化电荷泵。我们发现，同步的主要障碍是缺乏均匀性，可以克服操作的量子点在级联制度的衰变。我们讨论负责解除严格的一致性要求的机制。动态量子点的这种增强功能可能会在纳米电子学和量子精密测量中找到应用。
2010-12-14 cond-mat.mes-hall
