Polarization dependent light-matter coupling and highly indistinguishable resonance fluorescence photons from quantum dot-micropillar cavities with elliptical cross-section
研究了量子点-椭圆截面微腔耦合系统的光学性质。首先，我们开发了一个分析模型，该模型描述了由于谐振器的对称性降低而分裂的腔模式的频谱。通过将量子点发射耦合到偏振的基本腔模，我们观察到Purcell增强的矢量性质，这取决于量子点的固有偏振及其相对于腔轴的相对对准。量子点与极化腔模的相互作用强度的变化导致观察到强耦合和弱耦合。最后，我们证明了椭圆形微柱发射单个和高度不可分辨的光子（可见度超过93%）的能力。
2019-03-11 cond-mat.mes-hall quant-ph
Post-selected indistinguishable single-photon emission from the Mollow triplet sidebands of a resonantly excited quantum dot
应用高功率连续波共振s壳层激发单个自组装In-GaAs量子点，我们证明了从Mollow三重态边带产生后选择的单个不可分辨光子。基于双迈克耳孙干涉仪的一种复杂的空间滤波技术使我们能够分离光谱上接近的单个Mollow组分，并进行几乎无背景的双光子干涉测量。显示出与250 +/- 30 ps的发射相干性的独立测定的结果的高度一致性，我们的分析揭示了接近理想的能见度对比度高达97%。由于其容易的光谱可调谐性和其独特的优势，级联光子发射之间的个人莫洛边带，他们类似于一个通用的工具，量子信息的应用。
2013-03-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Indistinguishable Single Photons from Nanowire Quantum Dots in the Telecom O-Band
本研究在电信O波段利用InAsP/InP纳米线量子点实现了高纯度、不可区分单光子发射，纯度达0.006，不可区分度达94.6%，源效率约28%，为量子通信提供可扩展光源。
2025-03-15 cond-mat.mes-hall quant-ph
Indistinguishable and efficient single photons from a quantum dot in a planar nanobeam waveguide
我们展示了一个高纯度的源不可区分的单光子使用量子点嵌入在纳米光子波导。该源具有接近统一的内部耦合效率，并且通过实现将光子耦合到光纤的锥形，所收集的光子被有效地耦合到芯片外。通过对量子点的准共振激发，我们测量到了大于99.4%的单光子纯度和高达94 ± 1%的光子不可逆性。温度依赖性的研究可以精确定位的残余退相干过程，特别是声子展宽的效果。严格的共振激发以及抑制光子抖动的另一种手段，抑制激发激光源的额外的复杂性进行了解决。该研究为实现完全确定性的不可区分光子源的长期目标开辟了一条清晰的道路，该光子源集成在平面光子芯片上。
2017-10-03 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Enhancement of Indistinguishable Photon Emission from a GaAs Quantum Dot via Charge Noise Suppression
本文通过在 n-i-p 二极管结构与圆形布拉格光栅谐振器中集成液滴刻蚀 GaAs 量子点，利用外加电场抑制电荷噪声，将激子退相干时间提升至约 6.8 ns，并使不可区分光子干涉可见度在最佳偏压下达到 97%，实现了接近傅里叶极限的光子发射性能。
2025-07-16 cond-mat.mes-hall
Purcell enhanced and indistinguishable single-photon generation from quantum dots coupled to on-chip integrated ring resonators
集成光子电路为先进的量子光学应用提供了一个多功能的工具箱。在这里，我们展示了这样一个系统的一个重要组成部分的形式的Purcell增强单光子源的基础上耦合到一个强大的片上集成谐振器的量子点。为此，我们开发了基于分布布拉格反射脊波导的GaAs单片环形腔。在共振激发条件下，我们利用Purcell效应观察到了超过两倍的自发发射率增强，并利用Rabi振荡实现了量子点二能级系统的全相干光控制。此外，我们展示了一个按需单光子产生强烈抑制多光子发射概率低至1%和双光子干涉的能见度高达95%。这种集成的单光子源可以很容易地按比例放大，为可扩展的片上线性光学量子模拟、量子计算和量子网络提供了一条现实的途径。
2020-07-30 cond-mat.mes-hall quant-ph
Highly indistinguishable on-demand resonance fluorescence photons from a deterministic quantum dot micropillar device with 75 $\%$ extraction efficiency
明亮且相干的固态量子光源的实现和工程化是实现片上和远程量子网络的关键。尽管15年多来付出了巨大的努力，但将这两个关键先决条件结合在一个具有潜在可扩展性的设备中仍然是一个重大挑战。在这里，我们报告的观察明亮和相干的单光子发射产生的脉冲，共振荧光条件下从一个单一的量子点（QD）确定性地集中在微柱腔器件通过低温光学光刻。QD荧光的亮度在与柱的基模共振时大大增强，导致$η=(74\pm4)~\%$的总体器件效率对于与$g^{(2)}(0)=0.0092\pm0.0004$一样纯的单光子发射。大的Purcell增强和共振泵浦条件的结合使我们能够观察到双光子波包重叠高达$ν=(88\pm3)~\%$
2015-12-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
Single Semiconductor Quantum Dots in Microcavities: Bright sources of indistinguishable Photons
在这一章中，我们将讨论的技术和实验技术，实现量子点（QD）的单光子源结合高耦合效率和最高程度的非后选择光子不可逆性。该系统是基于嵌入在具有自然光子陷阱的准平面单侧微腔中的超低密度InAs量子点，是研究单个量子点量子发光的理想实验平台。我们将讨论激发条件对单光子发射纯度的影响，特别是对发射光子的不可逆程度的影响。虽然在所有测试的激发条件下都观察到了高纯度的单光子触发发射，但在依赖于非共振泵浦到量子点润湿层中的实验中，单光子干涉效应几乎可以消失。相比之下，我们可以在共振荧光激发条件下观察到几乎完美的单光子不可逆性，这强调了这种激发方案在创建接近傅立叶极限的光子波包方面的优越性。作为实现基于量子点单光子源的固态量子网络的第一步，我们测试了从远程量子点发射的光子的重叠，从而产生准共振激发的~40%的非后选择干涉。
2015-01-31 cond-mat.mes-hall quant-ph
Deterministically fabricated quantum dot single-photon source emitting indistinguishable photons in the telecom O-band
在这项工作中，我们开发和研究的单光子源的基础上InGaAs量子点（QD）在电信O波段发射。量子器件的制造使用原位电子束光刻结合热压键合，以实现背面金镜。我们的结构是基于InGaAs/GaAs异质结，其中量子点发射通过应变减少层向1.3 μm的电信O带红移。通过阴极发光映射预先选择的量子点被嵌入到台面结构中，该台面结构具有用于增强光子提取效率的背面金镜。在脉冲非共振润湿层激发下的光子自相关测量在高达40 K的温度下进行，显示纯单光子发射，这使得该设备与使用斯特林制冷机的独立操作兼容。利用脉冲p壳层激发，我们实现了单光子发射，具有高的多光子抑制g（2）（0）= 0.027 ± 0.005，后选择双光子干涉约为（96 ± 10）%，相关相干时间为（212 ± 25）ps。此外，该结构的提取效率约为5%，与该光子结构的数值模拟所预期的值相当。我们的设备的进一步改进将使量子通信通过光纤实现。
2020-04-15 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Improving indistinguishability of single photons from colloidal quantum dots using nanocavities
胶体量子点由于其稳健的合成过程和与纳米光子平台的直接集成而作为量子发射器获得了积极的研究兴趣。然而，在室温下从胶体量子点获得不可区分的光子从根本上是具有挑战性的，因为它们遭受极大的失相速率。在这里，我们提出了一种实验上可行的方法，从非相干泵浦的溶液处理的胶体量子点耦合到一个系统的纳米腔获得不可分辨的单光子。我们表明，通过将胶体量子点耦合到一对氮化硅腔中，我们可以从胶体量子点获得与其他主要量子发射体（如缺陷中心和自组装量子点）相当的单光子源性能。
2019-08-20 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Overcoming phonon-induced dephasing for indistinguishable photon sources
可靠的单光子源构成了量子通信和基于测量的量子计算方案的基础。基于量子点的固态单光子源是方便且通用的，但是产生光子的电子跃迁经受与晶格振动的相互作用。使用电子-声子相互作用的微观模型和量子主方程，我们在这里检查声子诱导的退相干和评估其对生产率的影响，和不可分割性，从光驱动的量子点系统发射的单光子。我们发现，超过一定的阈值所需的不可压缩性，它是可能的，以减轻声子的有害影响，利用三能级拉曼过程的光子生产。
2012-06-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
On-demand generation of indistinguishable polarization-entangled photon pairs
不可区分且纠缠的光子对的按需源是不同量子信息应用（诸如光量子计算、量子中继器、量子隐形传态和量子通信）的基本组件。纠缠光子的参数下转换和四波混频源已经显示出高度的纠缠和不可分辨性，但是它们的产生过程的概率性质也产生了遵循泊松分布的零或多个光子对。这限制了它们在需要许多量子位和门操作的复杂算法中的使用。在这里，我们同时展示了超高纯度（g^（2）（0）< 0.004）、高纠缠保真度（0.81 +/- 0.02）、高双光子干涉非后选择性光子数（0.86 +/- 0.03和0.71 +/- 0.04）以及从单个半导体量子点按需产生偏振纠缠光子对。通过双光子共振激发方案，双激子布居确定性地准备由Pi脉冲。应用在没有显示出激子精细结构分裂的量子点上，这导致确定性地产生不可区分的纠缠光子对。
2013-08-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
Electrostatic control of quantum dot entanglement induced by coupling to external reservoirs
我们提出了一个量子输运实验来制备和测量两个静电定义的量子点之间的电荷纠缠。相干布居捕获，如在腔量子电动力学中实现的，可以通过使用第三个量子点来扮演光学腔的角色来进行。在我们的提议中，一个对量子点来说量子力学上不可区分的泵浦驱动系统进入一个高度纠缠的状态。整个效应可以通过门电位来打开和关闭，从而允许通过简单地测量总电流来进行状态准备和纠缠检测。
2007-10-08 cond-mat.mes-hall
Cavity-Enhanced Two-Photon Interference using Remote Quantum Dot Sources
腔中的量子点已被证明是不可区分的单光子的非常明亮的源。然而，两个明亮的量子点源之间的量子干涉是基于光子的量子计算的关键步骤，却从未被研究过。在这里，我们利用设备的确定性制造来报告这样的测量。我们表明，腔量子电动力学可以有效地改善远程量子点源之间的量子干涉：难以区分的光子仍然可以干扰与高质量的光子发射的强Purcell制度的源具有良好的对比度。我们的测量和计算表明，腔量子电动力学是一个强大的工具，互连几个设备。
2015-07-21 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
On-Demand Generation of Indistinguishable Photons in the Telecom C-Band using Quantum Dot Devices
本文展示了利用InAs/InP量子点与金属反射器异质集成器件，在电信C波段通过双光子共振激发实现高纯度、高保真度的按需不可区分单光子生成，光子不可区分性达35%，显著推进了光纤量子通信光源性能。
2024-01-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
In-situ tuning of individual position-controlled nanowire quantum dots via laser-induced intermixing
我们展示了一种原位技术来调整半导体量子点的发射能量。该技术是基于激光诱导的原子混合应用到纳米线量子点生长使用一个网站选择性的过程，允许确定性的调整个别发射器。高达15毫电子伏的调谐范围内获得的精度受到激光曝光时间的限制。观察到一个明显的饱和的能量转移，这表明一个相互混合的机制依赖于生长的缺陷，随后从退火过程中的半导体材料。将不同发射器调谐成彼此共振的能力将是制造用于安全量子网络的基于远程量子点的不可区分光子源所必需的。
2018-04-08 cond-mat.mes-hall
Highly-Indistinguishable Single-Photons at 1550 nm from a Two-photon Resonantly Excited Purcell-enhanced Quantum Dot
University of Würzburg（维尔茨堡大学）
通过共振两光子激发增强的量子点在1550 nm处产生高度不可区分的单光子，实现了高可见度的两光子干涉。
2026-02-05 cond-mat.mes-hall quant-ph
Full counting statistics of quantum dot resonance fluorescence
半导体量子点的电子能级和光学跃迁受固态环境内的动力学影响。特别地，由于附近的电荷陷阱或其他量子点而引起的波动电场经由斯塔克效应使跃迁频率偏移。环境动力学直接映射到共振激发下的荧光上，并减少了量子点作为光学量子计算中不可分辨光子源的前景。在这里，我们提出了一种基于光子计数统计的共振荧光波动的分析，它捕获了当地环境的基本时间平均电场波动。测量协议避免了对电环境的动态反馈和量子点的核自旋浴的动力学，由于其共振性质，并通过保持实验控制参数，如激发频率和外部场始终恒定。这里介绍的方法对实验要求不高。
2014-05-06 cond-mat.mes-hall
The crux of using the cascaded emission of a 3-level quantum ladder system to generate indistinguishable photons
我们研究了从三能级量子梯系统发射的级联光子的不可逆性程度;在我们的情况下，半导体量子点的双激子-激子级联。对于三能级量子阶梯系统，我们从理论上证明了发射光子的不可逆性是有限的，并且由激发态和中间态的寿命之比决定。我们通过比较来自同一半导体量子点的非级联发射和级联发射的量子干涉可见度，实验证实了这一发现。量子光学模拟产生非常好的协议与测量，并允许探索一个大的参数空间。基于我们的模型，我们提出了光子结构，以优化寿命比，并克服有限的不可逆性级联光子发射从一个三能级量子阶梯系统。
2020-06-11 cond-mat.mes-hall quant-ph
Semiconductor nanostructures engineering: Pyramidal quantum dots
在倒置凹槽中生长的金字塔形量子点（QD）多年来已经证明了非凡的均匀性、高光谱纯度和强设计通用性。我们讨论了最近的结果，也鉴于Stranski-Krastanow的竞争，并给出了证据，有力的前景，在量子信息的应用，这个系统。我们研究产生纠缠和不可区分的光子的可能性，以及实施一个，令人遗憾的是仍然失踪，电气控制策略的需要。
2012-04-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Quantum dot-based high-fidelity universal quantum gates in noisy environment
本文针对噪声环境下的量子点自旋量子比特，利用Lindblad主方程对NOT门、Hadamard门和Toffoli门的自旋动力学与噪声过程进行建模，确定了外部磁场的工作范围以实现高保真度通用量子门操作，并提供了模拟更大规模量子处理器的通用框架。
2024-11-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
Generation of a two-photon state from a quantum dot in a microcavity under incoherent and coherent continuous excitation
我们分析了非相干和相干连续激发对我们从微腔中的量子点产生双光子态的提议的影响[New J.Phys.13，113014（2011）]。精确数值结果与解析公式之间的比较提供了在两种类型的激发下有效产生不可区分且同时发生的光子对的条件。
2011-12-31 cond-mat.mes-hall quant-ph
Phonon-assisted two-photon interference from remote quantum emitters
光子量子技术即将在日常生活中找到应用，量子密码学和量子互联网即将出现。已经进行了广泛的研究以确定合适的量子发射器，并且单个外延量子点正在成为明亮的、按需的、高度不可区分的单光子和纠缠光子对的接近最佳的源。为了建立量子网络，现在必须连接远程量子发射器。然而，这仍然是一个突出的挑战，因为必须按需高保真地准备不同“人造原子”的量子态，并且必须使产生的光子在所有可能的自由度上都无法区分。在这里，我们克服了这个主要障碍，并显示了前所未有的双光子干涉（可见度为51+/-5%）从远程应变可调GaAs量子点，发射按需光子对。我们实现这一结果，利用第一次的全部潜力的新的声子辅助双光子激发计划，它允许产生高度不可区分的（可见度71+/-9%）纠缠光子对（保真度为90+/-2%），它能够实现按钮式双激子态制备（保真度为80+/-2%），并且它在对环境退相干的鲁棒性方面优于传统的共振双光子激发方案。我们的结果标志着一个重要的里程碑，实际实现量子中继器和复杂的多光子纠缠实验涉及不同的人工原子。
2017-02-22 cond-mat.mes-hall
Coherent Single Photon Emission from Colloidal Lead Halide Perovskite Quantum Dots
化学制备的胶体半导体量子点长期以来一直被提出作为量子光学中的可缩放和颜色可调的单发射器，但它们通常遭受禁止的非相干发射。我们现在证明，单个胶体卤化铅钙钛矿量子点（PQD）显示出高效的单光子发射，光学相干时间长达80 ps，这是其210 ps辐射寿命的一个可观的部分。这些测量结果表明，PQD应该被探索为不可区分的单光子和纠缠光子对源的构建模块。我们的研究结果为基于卤化铅钙钛矿的量子发射器的合理设计提供了一个起点，该量子发射器具有快速发射，宽光谱可调谐性，可扩展生产，并且受益于已被证明用于胶体材料的纳米光子组件的混合集成。
2018-12-31 cond-mat.mes-hall
Tuning exciton and biexciton transition energies and fine structure splitting through hydrostatic pressure in single InGaAs quantum dots
我们表明，激子和双激子发射能量以及激子精细结构分裂（FSS）在单个（In，Ga）As/GaAs量子点（QD）可以有效地调整使用流体静压原位在光学低温恒温器在高达4.4 GPa。最大激子发射能移高达380 meV，FSS高达180 $μ$ eV。我们成功地在量子点中产生了双激子反结合-结合跃迁，这是从双激子发射的级联产生颜色和偏振不可区分的光子对并通过时间重排方案产生纠缠光子的关键实验条件。我们进行原子赝势计算现实的（In，Ga）As/GaAs量子点，以了解流体静压引起的影响的物理机制。
2013-08-07 cond-mat.mes-hall
Visibility of noisy quantum dot-based measurements of Majorana qubits
基于量子点的马约拉纳零模测量方案为拓扑量子计算提供了一个可扩展的平台，是当前的研究热点。在耦合量子位-量子点设置中，我们计算了量子点电荷及其差分电容对2-MZM和4-MZM测量的实验可调参数的依赖性。我们通过考虑失谐、隧穿幅度或相位中的$1/f$噪声来量化噪声对测量可见度的影响。我们发现，在或接近共振测量通常是优选的，并预测，使用保守的噪声估计，噪声耦合到量子点是不是一个限制，高保真度测量的拓扑量子位。
2021-04-09 cond-mat.mes-hall quant-ph
Self-homodyne enabled generation of indistinguishable photons
非经典光的快速产生是探索量子光学和开发诸如保密通信或NOON态产生等应用的基础。虽然强耦合量子点-光子晶体谐振器系统由于其定制输出统计的承诺而具有作为非经典光源的巨大潜力，但是由于这种系统的强耗散性质，难以区分的光子的产生已经被掩盖。在这里，我们证明了最近发现的自零拍抑制技术可以用来克服这种限制，并调整透射光的量子统计，实现不可区分的光子发射与最先进的度量竞争。此外，我们的基于纳米腔的平台直接适用于量子信息的可扩展芯片架构。
2016-09-20 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Noisy Braiding of Majorana Modes: A Comparison of Nanowire Trijunction and Quantum-Dot-Assisted Architectures
Indian Institute of Science Education and Research（印度科学教育研究所）
本文通过模拟含时Bogoliubov–de Gennes动力学，比较纳米线三结与量子点辅助两种马约拉纳模编织架构的噪声性能，发现量子点辅助架构误差更低，慢准静态噪声是其主要限制，为抗噪声量子门设计提供依据。
2026-08-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Quasiresonant Excitation of InP/InGaP Quantum Dots Using Second Harmonic Generated in a Photonic Crystal Cavity
不可分辨的单光子是量子信息处理应用所必需的。单量子点的共振或准共振激发比非相干泵浦提供更大的单光子不可逆性，但在实验上也更具挑战性。在这里，我们展示了高信噪比准共振激发的InP/InGaP量子点。激发是通过从与光子晶体腔的基模谐振的电信波长激光器产生的二次谐波提供的，所述光子晶体腔在两倍于量子点跃迁波长处制造。使用InGaP材料基质的χ（2）非线性产生二次谐波。
2012-10-03 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
All-optical Tuning of Indistinguishable Single-Photons Generated in Three-level Quantum Systems
二能级量子系统的共振荧光已成为量子信息处理的有力工具。将这种方法扩展到更高层次的系统为量子光学应用提供了新的机会。本文介绍一种利用Autler-Townes效应和交流Stark效应的三能级梯形系统的相干驱动方案。我们从理论和实验上证明了这种方法对基于量子点的单光子源进行全光谱调谐的可行性，并研究了光子不变性和纯度水平。我们的调谐技术允许量子发射器光谱的快速光学控制，这为单光子的时间和光谱成形、拓扑Floquet态的形成或光的高维频率编码量子态的产生铺平了道路。
2022-01-02 cond-mat.mes-hall quant-ph
On-demand indistinguishable and entangled photons using tailored cavity designs
本研究通过定制环形布拉格反射器选择性增强双激子发射，实现高不可区分性和高偏振纠缠的光子对，并在电信C波段优化至近统一值。
2023-05-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Stimulated generation of indistinguishable single photons from a quantum ladder system
我们提出了一种利用半导体量子点产生高度不可分辨的单光子的方案，并展示了其性能和潜力。该方案是基于双激子的共振双光子激发，然后刺激双激子选择性地制备激子。量子光学模拟和实验是在良好的协议，并表明该计划提供了显着的优势，比以前证明的激发方法。双激子的双光子激发抑制了再激发并实现了超低的多光子误差，而精确定时的刺激脉冲导致光子的非常低的定时抖动，并因此导致高的不稳定性。由于两个控制激光场都与发射能量失谐，因此该方案不需要偏振滤波，从而促进接近统一的高亮度。此外，发射的单光子的偏振由激励激光场控制，使得量子光的偏振是确定性可编程的。
2021-07-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
Manipulation of double-dot spin qubit by continuous noisy measurement
本文研究了双量子点（DQD）双电子自旋量子比特的演化，该量子比特被线性电荷探测器（量子点接触）连续弱测量。由于两个电子的自旋之间的相互作用取决于它们的电荷状态，因此电荷测量影响两个自旋的状态，并诱导非平凡的自旋动力学。我们考虑了探测器的强耦合和弱耦合，并研究了测量引起的自旋动力学分析和数值。我们观察到由于量子芝诺效应的模拟，负结果演化和系统稳定的出现。此外，三重态和单重态之间的幺正演化是由负结果测量引起的。我们证明，这些影响存在探测器和DQD系统之间的强耦合和弱耦合。
2009-06-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Indistinguishable single photons with flexible electronic triggering
量子光子技术的一个关键因素是不可区分的单光子的按需来源。现有技术的不可区分的单光子源通常采用具有固定重复率的共振激发脉冲，从而产生具有预定到达时间的单光子串。然而，在未来的应用中，来自更大的量子线路或网络的独立电子信号将触发产生不可区分的光子。此外，期望将光子源操作到其寿命所施加的极限。在这里，我们报告的应用程序中，我们可以电子触发的精确到达时间的单光子以及控制的激发脉冲持续时间的基础上从一个单一的InAs/GaAs量子点的共振荧光的一个真正的按需方法。我们详细研究了激发$π$脉冲的有限持续时间对光子反聚束程度的影响。最后，我们证明了使用这种按需方法可以生成高度不可分辨的单光子，从而为未来的应用提供最大的灵活性。
2016-05-06 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph physics.optics
A proposed spin qubit CNOT gate robust against noisy coupling
我们提出了一种在不受电荷噪声问题影响的量子点自旋量子位系统中实现双量子位门的方法。我们提出的实现，如果它可以在一个物理系统中实现，将具有强大的优势，对隧道耦合和势垒栅电压脉冲区域的不确定性和波动。关键的想法是引入一个辅助点，并使用模拟的受激拉曼绝热通道脉冲序列在三能级原子系统中，通常被称为在量子点系统中的电子输运的上下文中的绝热通道的相干隧穿。自旋相关隧穿打开了通过这种方法执行两个量子位门操作的可能性。
2011-07-18 cond-mat.mes-hall quant-ph
Second-order correlation function from asymmetric to symmetric transitions due to spectrally indistinguishable biexciton cascade emission
利用二阶关联函数测量方法，在连续波激发下，观测到单量子点中零时延双激子级联发光的光子聚束统计。结果表明，当双激子结合能从0.59 meV变化到接近零时，聚束现象与双激子结合能无关。当激子光子与双激子光子在光谱上不可区分时，光子聚束发生，并且它们中的任何一个都可以触发Hanbury-Brown和Twiss装置中的启动。然而，如果激子的能量是光谱区分从双激子的光子统计变得不对称和交叉聚束线形获得。基于三能级速率方程分析模型的理论计算与二阶关联函数测量结果一致。
2015-09-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Highly efficient and indistinguishable single-photon sources via phonon-decoupled two-color excitation
本文提出利用相干双色泵浦实现声子解耦，在体量子点中获得近单位粒子数反转，使微柱单光子源达到每个脉冲0.95光子发射和0.975不可区分性，突破按需激发对光源性能的限制。
2023-05-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
Scalable Sources of Entangled Photons with Wavelength on Demand
利用光的量子特性进行保密通信的前景不断刺激着对合适的纠缠光子源的搜索和研究。半导体量子点可以说是最有吸引力的。它们可以确定性地产生不可区分的纠缠光子，并且与当前的光子集成技术兼容，这是一组不被任何其他纠缠资源共享的属性。然而，由于没有两个量子点是完全相同的，它们发射出具有随机能量的纠缠光子。这阻碍了它们在需要具有明确定义的能量的纠缠态的通信协议中的利用。在这里，我们介绍了可扩展的基于量子点的偏振纠缠光子源，其能量可以通过动态应变工程控制，而不会降低源的纠缠度。作为一个测试台，我们接口量子点与云的原子蒸气，我们展示了慢纠缠光子从一个单一的量子发射器。这些结果为实现混合量子网络铺平了道路，在混合量子网络中，使用可扩展的光电子器件将纠缠分布在遥远的各方之间。
2015-07-23 cond-mat.mes-hall
Two-photon interference from a quantum dot--microcavity: Persistent pure-dephasing and suppression of time-jitter
我们展示了在腔量子电动力学范围内工作的准共振泵浦耦合量子点微腔系统发射高度不可区分的光子。改变样品温度使我们能够改变量子点-腔失谐，并且在光谱共振上，我们观察到Hong-Ou-Mandel干涉可见度的三倍改善，达到超过80%的值。我们的非共振测量使我们能够研究不同的Purcell增强，并在不同的温度和能量尺度下探测失相环境。通过与我们的微观模型相比，我们能够识别纯失相，而不是时间抖动作为我们系统中不完美的主要来源。
2015-03-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
Frequency Feedback for Two-Photon Interference from Separate Quantum Dots
我们采用主动反馈来稳定两个独立的量子点发射的单光子的频率到原子标准。一个单一的，铷基法拉第滤波器的传输作为误差信号的频率稳定到小于1.5%的发射线宽。通过两个量子点的光子之间的Hong-Ou-Mandel干涉证明了长期稳定性。观察到的$V_{\mathrm{lock}}=(41 \pm 5)$ %可见度仅受点的内部失相限制。我们的方法有利于量子网络与不可区分的光子从分布式发射器。
2017-12-21 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph physics.optics
Gigahertz-clocked Generation of Highly Indistinguishable Photons at C-band Wavelengths
University of Würzburg（维尔茨堡大学）；Karlsruhe Institute of Technology（卡尔斯鲁厄理工学院）
该研究在C波段实现2.5GHz速率下高可区分性单光子源，通过微腔强不对称普尔库效应驱动半导体量子点双激发态跃迁，实现强多光子抑制和高双光子干涉可见度。
2026-04-01 cond-mat.mes-hall quant-ph
Enhanced photon-extraction efficiency from deterministic quantum-dot microlenses
实现长距离量子通信的构建模块的前景是先进纳米光子器件发展的主要推动力。基于量子点的高效单光子源的制备已经在该领域取得了重大进展。最近，甚至自旋光子纠缠和量子隐形传态也在半导体系统中得到了证实。这些结果被认为是实现量子中继器的关键步骤。相关的工作几乎完全是在自组装量子点（QD）和随机器件技术上进行的。在这一点上，很明显，该领域在实际应用中的进一步进展将主要依赖于确定性器件技术，例如，该技术将能够处理具有预定义发射能量的明亮量子光源。在这里，我们报告增强的光子提取效率从单片集成微透镜，确定性地耦合到单个量子点。微透镜的直径下降到800 nm的对准单量子点通过原位电子束光刻使用低温阴极发光设置。这种确定性的设备技术使我们能够获得增强的光子提取效率的量子点集成到微透镜相比，量子点在非结构化表面。阴极射线发光和显微光致发光光谱表明，该结构具有优良的光学质量。一个Hong-Ou-Mandel实验陈述了单个不可分辨光子的发射。
2013-12-21 cond-mat.mes-hall
A highly efficient single photon-single quantum dot interface
半导体量子点是构建固态量子网络的一种很有前途的体系。这一领域的关键一步是在静止量子比特和飞行量子比特之间建立一个有效的接口。在这一章中，我们将展示腔量子电动力学如何使我们能够有效地将单个量子点与传播的电磁场连接起来。除了众所周知的珀塞尔因素，我们讨论了各种参数，需要进行优化，以建立这样的接口。然后，我们回顾了我们最近的进展，在制造的明亮的源的不可分辨的单光子，其中获得的记录亮度为79%，以及高度的不可分辨性的发射光子。对称地，在非常少的光子水平的光学非线性被证明，通过发送几个光子脉冲在量子点腔器件工作在强耦合制度。展望和未来的挑战进行了简要讨论。
2015-02-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
Phase-locked indistinguishable photons with synthesized waveforms from a solid-state source
在海特勒制度的共振荧光提供了访问单光子的相干性远远超出傅里叶变换极限的过渡，并持有的承诺，以规避环境引起的失相常见的所有固态系统。在这里，我们表明，相干产生的单光子从一个单一的自组装InAs量子点显示与激发激光的时间尺度超过3秒的相互相干。利用这种程度的相互相干性，我们合成近任意的相干光子波形的激发激光场的形状。与发射后滤波相比，我们的技术避免了所有合成波形的光子损失和单光子性质的退化。通过设计单光子的脉冲波形，我们进一步证明了由同一激光场相干产生的单独光子从根本上是不可区分的，从而通过量子干涉产生遥远的纠缠。
2013-03-27 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Resonance fluorescence from a telecom-wavelength quantum dot
我们报告了从一个单一的量子点发射在电信波长的共振荧光。我们进行高分辨率光谱分析，并观察拉比制度中的Mollow三重态-共振荧光的标志。测得的共振荧光光谱使我们能够排除纯退相作为这些量子点中的重要退相干机制。结合数值模拟，实验结果提供了强大的特性的量子点的环境中的电荷噪声。量子点的共振控制为按需产生电信波长的不可区分的单光子以及量子光学实验和直接操纵电信波长量子点中的固态量子比特开辟了新的可能性。
2016-07-07 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph physics.optics
Hidden anisotropy controls spin-photon entanglement in a charged quantum dot
Ioffe Institute（约费研究所）
本研究针对带电量子点自旋-光子纠缠的调控问题，理论结合实验证实量子点隐藏各向异性会显著影响自旋-光子纠缠，明确最优磁场与激发偏振方向，测得最高94%的贝尔态保真度，可提升多光子纠缠态保真度。
2024-10-03 cond-mat.mes-hall
Cavity-stimulated Raman emission from a single quantum dot spin
固态量子发射体在量子信息中显示出强大的应用潜力，但是这些发射体的光谱不均匀性构成了重大挑战。我们在腔-量子点系统中通过演示腔受激拉曼自旋翻转发射来解决这个问题。该过程避免了填充发射器的激发态，并产生从激光器拉曼位移并由腔增强的光子。发射是光谱窄的，并且在至少125 GHz的范围内可调谐，这比自然线宽大两个数量级。我们得到的制度，其中的拉曼辐射是自旋相关的，它耦合的光子长寿命的电子自旋量子比特。该过程可以实现在光子晶体量子网络中的不可区分光子和远距离自旋量子比特的确定性纠缠的有效的、可调谐的源。
2014-02-18 cond-mat.mes-hall quant-ph
Decoherence of Einstein-Podolsky-Rosen pairs in a noisy Andreev entangler
研究了量子噪声对非定域库珀对在Andreev纠缠器中输运的影响。Andreev纠缠器是由一个s波超导体与两个小量子点共振耦合而成的，两个小量子点又与正常引线耦合。由于栅极引线中的有限电阻或耦合到点的任何电阻性引线电容的结果，驻留在两个点上的电子感受到电压波动，因此出现噪声。在理想的无噪声情况下，该设置提供了移动和非局域自旋纠缠电子的可靠来源，并且传输由两粒子Breit-Wigner共振主导，其允许两个自旋纠缠电子以相同能量注入到不同的引线中[P. Recher，E. V. Sukhorukov和D. Loss，Phys.Rev.B63，165314（2001）]。我们试图重新审视这些非本地的库珀对的运输，以及这样的Andreev纠缠的效率时，包括量子噪声（退相干）。
2005-12-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Measuring the photon coalescence time-window in the continuous-wave regime for resonantly driven semiconductor quantum dots
我们重温曼德尔的概念，即相干程度等于不可分辨的程度，通过执行宏欧曼德尔（HOM）型干涉与单光子弹性散射的连续共振驱动激子跃迁的InAs/GaAs外延量子点。我们提出了一个全面的研究的时间轮廓的光子聚结现象，这表明，光子的不可逆性可以调谐的激发激光源，在相同的方式作为它们的相干时间。一个新的品质因数，合并时间窗口，被引入到量化的延迟低于两个光子是不可区分的。这一标准揭示了新的光连续波激发下的HOM实验的解释，特别是当光子相干时间长于时间分辨率的探测器。光子的不可逆性在探测器的响应时间之外的前所未有的时间尺度上扩展，从而为使用单光子和常规探测器进行量子光学开辟了新的视角。
2015-01-27 cond-mat.mes-hall quant-ph
Resonance fluorescence of GaAs quantum dots with near-unity photon indistinguishability
光子量子技术需要可集成的可扩展量子光源，同时按需为最终用户提供单个和纠缠光子。一个有前途的候选人是应变自由GaAs/AlGaAs量子点获得的液滴蚀刻。这种量子点表现出超低的多光子概率和前所未有的光子对纠缠度。然而，与通常研究的通过Stranski-Krastanow模式获得的InGaAs/GaAs量子点不同，迄今为止，已经证明来自这些量子发射体的具有接近统一不可分辨性的光子是难以捉摸的。在这里，我们展示了通过探索脉冲共振荧光从这些量子发射器按需产生近统一的不可区分的光子。考虑到GaAs量子点中激子的固有寿命较短，我们用$V_{raw}=(94.2\pm5.2)\,\%$的原始可见度显示了单光子不可分辨性，而不需要Purcell增强。我们的研究结果代表了GaAs量子点发展的一个里程碑，通过展示最终缺失的属性，阻碍了将这些发射器用作量子通信应用中的关键组件，例如作为量子中继器架构的纠缠源。
2019-01-28 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum Teleportation with Imperfect Quantum Dots
高效的全光子量子隐形传态需要快速且确定性的高度不可分辨且纠缠的光子源。基于固态的量子发射器-特别是半导体量子点-是一个有希望的候选人。然而，尽管在纳米纤维方面取得了显着的进展，量子隐形传态的概念验证演示强调了发射器的不完美仍然是应用的主要障碍。在这里，而不是专注于源优化策略，我们处理的不完善之处，并研究不同的隐形传态协议的目标是确定一个最大的隐形传态保真度。利用一个具有低于标准值的纠缠和光子不变性的量子点，我们证明了平均隐形传态保真度可以从低于经典极限提高到0.842（14）。我们的研究结果得到了定量解释实验结果的理论模型的支持，放松了对理想纠缠光子源的非常严格的要求，并强调不完美的量子点仍然可以在基于远程传输的量子通信架构中有发言权。
2020-06-04 cond-mat.mes-hall quant-ph
Near transform-limited single photons from rapid-thermal annealed quantum dots
Faculty of Physics and CENIDE, University of Duisburg-Essen（杜伊斯堡-埃森大学物理学院和CENIDE）；Lehrstuhl für Angewandte Festkörperphysik, Ruhr-Universität Bochum（波鸿鲁尔大学应用固体物理学讲座）
通过快速热退火优化量子点发射特性，实现近变换限制的单光子发射，提升量子通信性能。
2026-01-22 cond-mat.mes-hall
Coulomb blockade of a noisy metallic box: A realization of Bose-Fermi Kondo models
我们专注于一个金属量子点耦合到一个水库的电子通过一个单模量子点接触和电容连接到背栅，考虑到栅极电压可以表现出噪声，这将发生在连接到一个有限的欧姆电阻的外部传输线的栅极引线。背栅极的电压（电荷）波动可以通过谐振子的Caldeira-Leggett模型来描述。对于弱隧穿的铅qnd点，利用各向异性玻色费米近藤模型，我们表明，零点波动的环境可以显着改变以前的Matveev近藤固定点，导致放大的库仑阻塞现象。
2004-03-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Electric-field-induced energy tuning of on-demand entangled-photon emission from self-assembled quantum dots
基于量子点的非经典光源的可扩展性依赖于对它们的不同发射能量的控制。电场提供了一种很有前途的途径来调整量子点发射能量通过量子限制斯塔克效应。然而，电场主要用于调节量子点的单光子发射能量，而对纠缠光子发射能量的电控制尚未实现，这对于使用不可区分的纠缠光子构建固态量子中继器至关重要。在这里，我们提出了一种方法来实现电子控制的能量纠缠光子发射的量子点。该装置由一个电可调量子二极管集成到压电致动器。我们发现，通过施加一个垂直的电场，用于消除量子点的精细结构分裂的临界单轴应力可以线性调谐。这允许实现能量可调的纠缠光子发射的触发源，这是迈向固态量子中继器应用的重要一步。
2016-04-15 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
