Nonlinear photoluminescence spectra from a quantum dot-cavity system: Direct evidence of pump-induced stimulated emission and anharmonic cavity-QED
我们研究了强耦合量子点-腔系统的光致发光谱，该系统采用量子主方程技术，考虑了非相干泵浦、纯退相和费米子或玻色子统计。给出了费米子的单光子关联能级的解析谱和数值精确的多光子谱。我们比较最近的实验上的量子点-微柱腔系统，并表明，一个很好的适合的数据可以通过改变只与实验直接对应的非相干泵浦速率。我们的理论和实验一起显示了一个清晰和系统的方法来研究受激辐射诱导的加宽和非谐腔QED。
2009-10-30 cond-mat.mes-hall
Transport Spectroscopy of a Spin-Coherent Dot-Cavity System
量子工程需要可控的人工系统，其量子相干性超过器件尺寸和操作时间。这可以通过嵌入超净材料中的几何限制的低维电子结构来实现，突出的例子是人造原子（量子点）和量子共振（电子腔）。结合这两种结构，我们在高迁移率二维电子气中实现了介观耦合点腔系统，并在强点腔耦合区获得了扩展的自旋单重态.工程这样的扩展量子态提出了一个可行的路线，适用于量子信息处理的非局域自旋耦合。
2015-09-01 cond-mat.mes-hall
Ultrafast electric control of cavity mediated single-photon and photon-pair generation with semiconductor quantum dots
利用对腔中半导体量子点电子态的超快控制，我们提出了一种新的方法，实现了具有近乎完美不可逆性的单光子和具有近乎理想纠缠度的光子对的按需发射.我们的方案是基于光激发非共振腔模式，然后使用时间相关的量子限制斯塔克效应，然后允许腔共振发射的电子态的超快控制。我们的理论分析考虑到腔损耗机制，斯塔克效应，声子诱导的退相允许现实的预测有限的温度。
2021-05-14 cond-mat.mes-hall
Non-Markovian model of photon-assisted dephasing by electron-phonon interactions in a coupled quantum-dot-cavity system
研究了电子-声子相互作用对量子点-腔QED系统动力学性质的影响。我们发现，非马尔可夫效应的声子水库导致强烈的动态变化，所产生的光子辅助退相过程，不存在于马尔可夫治疗。一个明显的后果是出现的声子引起的光谱不对称性时，失谐腔的量子点共振。这种不对称性只有在考虑量子点-腔系统的极化激元准粒子性质时才能得到解释。此外，温度引起的光-物质耦合强度的降低被认为是相关的解释实验数据，特别是在强耦合制度。
2010-04-28 cond-mat.mes-hall
Long-range spin-coherence in a strongly-coupled all electronic dot-cavity system
本文对介观点腔系统中自旋相干电子输运进行了理论分析。这种自旋相干输运最近已经在高迁移率二维电子气中实现的点腔混合实验中得到了证实[C. Rössler等人，物理修订信函115，166603（2015）]，并且其光谱特征已经被解释为Kondo型点-铅和分子型点-腔单重态形成之间的竞争。我们的分析提出了在实验中观察到的所有运输功能，并支持主张的自旋相干分子单线态形式跨越整个范围的点腔设备。我们的模型分析包括：（i）二维几何结构的单粒子数值研究，其量子珊瑚型本征态和相关的光谱输运特征，（ii）基于数值和实验研究的观察导出有效的相互作用模型，以及（iii）使用在点的精确本征态之上的主方程方法的组合来预测通过器件的传输特性，腔系统，以及包括近藤物理的运动方程分析。后者提供了额外的温度标度预测的多体之间的相变分子和近藤单线态形成及其相关的运输签名。
2018-01-19 cond-mat.mes-hall
Schrödinger cats in quantum-dot--cavity systems
薛定谔猫态是宏观上可区分的量子态的相干叠加，在量子光学中通常被实现为相干态的叠加。准备光子猫的协议已经为原子系统提出。在这里，我们调查以何种方式以及如何准备协议可以转移到一个固态平台，即半导体量子点-腔系统。在量子点-腔系统中，存在许多破坏性的影响，如腔损耗、量子点的辐射衰减以及与纵向声学声子的纯退相型耦合。我们表明，这些影响杀死的协议之一，形成猫的状态之间的量子相干性，而对于第二个协议的参数制度可以确定的薛定谔猫状态的基本特征生存的环境影响下，现实的条件下。
2021-05-11 cond-mat.mes-hall
Quantum control and process tomography of a semiconductor quantum dot hybrid qubit
门控量子点和现代微电子学中的晶体管之间的相似性-在制造方法，物理结构和操作电压标度-导致了对半导体量子点中量子比特（qubit）的开发的极大兴趣。虽然量子点自旋量子比特已经表现出较长的相干时间，但它们的操作通常比未来重要应用（如因子分解）所需的要慢。此外，当量子位尽可能简单时，可扩展性和可制造性得到增强。先前的工作已经通过利用集成微磁体、核自旋的动态泵浦或添加第三个量子点来提高自旋量子比特旋转的速度。在这里，我们展示了一种新的量子位，它既简单-它不需要特殊的准备和生活在一个双量子点，没有增加复杂性-是非常快的：我们演示了完全控制的布洛赫球与$π$ -旋转时间小于100 ps在两个正交方向。我们报告全过程层析成像，提取高分辨率等于或大于85%的X-旋转和94%的Z-旋转。我们讨论了一条路径向前的量子纠错的阈值更好的qualities。
2014-01-17 cond-mat.mes-hall
Light-mass Bragg cavity polaritons in planar quantum dot lattices
从理论上研究了平面光腔中量子点晶格的激子-极化激元模式。Umklapp条款，其中激子与许多腔模相互作用，不同的倒易晶格矢量，出现在哈密顿由于周期性的点阵。我们专注于布拉格极化激元模式获得的激子和腔模式调谐到共振在高对称点的布里渊区。根据微腔设计，这些有限面内动量的极化激元模式可以被引导并且可以具有长寿命。此外，它们的有效质量可以非常小，大约为$10^{-8} m_0$（$m_0$是裸电子质量），并且它们构成固体中最轻的类激子准粒子。
2007-10-17 cond-mat.mes-hall
Cavity quantum electrodynamics with semiconductor double-dot molecules on a chip
本文描述了一种将半导体双点分子的电子自旋态耦合到微波带状线谐振器的相干控制技术。我们确定了一个新的制度的操作中，分子和谐振腔之间的强相互作用可以实现最小的退相干，达到所谓的强耦合制度的腔QED。我们描述了这种系统的潜在应用，包括低噪声相干电控制，自旋态的快速QND测量，和远程自旋耦合。
2006-05-05 cond-mat.mes-hall
Transport spectroscopy of singlet-triplet quantum dot states coupled to electronic cavities
最近已经证明了电子腔和量子点之间的强耦合[Phys. Rev. Lett. 115，166603（2015）]，并在综合理论框架中进行了描述[Phys.Rev.B96，235431（2017）]。在这里，我们专注于签名，证明了腔的影响，非弹性单三重态运输通过点。我们在实验中发现了与描述耦合点-腔系统的模型所预测的相同的输运特征。有趣的是，一个最低阶的耦合到电子引线上的点腔系统的精确对角化是足以突出腔和高阶非弹性单重态-三重态cotunneling之间的相互作用。
2018-01-19 cond-mat.mes-hall
Microscopic theory of indistinguishable single-photon emission from a quantum dot coupled to a cavity: The role of non-Markovian phonon-induced decoherence
研究了半导体量子点-腔QED系统中声子相互作用引起的退相干对单光子不变性的基本限制。采用精确对角化方法，我们发现与标准方法相比有很大的差异。一个重要的发现是，短时间的非马尔可夫效应限制了最大可达到的不可逆性。使用极化子图片，产生有价值的洞察声子诱导的退相动力学的结果进行解释。
2013-02-19 cond-mat.mes-hall
Competition between loss channels in quantum-dot cavity systems: unconventional consequences
我们证明了在量子点腔系统中，声学声子和光子损耗之间的相互作用在系统动力学中引入了新的特征和特征依赖性。特别是，这两种损失机制的联合行动强烈影响从弱到强耦合制度的过渡，以及在非典型的方式的莫洛型光谱的形状。对于弱耦合，其中的光谱退化到一个单一的线，我们预测，它们的宽度随温度的升高而减小。
2013-10-08 cond-mat.mes-hall
Single electron-phonon interaction in a suspended quantum dot phonon cavity
用低温库仑阻塞测量方法研究了一种由嵌入GaAs/AlGaAs自支撑膜中的量子点组成的电子-声子腔。我们发现一个完整的抑制单电子隧穿在零偏置导致形成一个能隙的传输谱。所观察到的效果是由局限在腔中的局部声子模式的激发引起的。在磁场中，具有非零角动量的较高电子态与声子能量共振，这种声子对传输的阻碍被解除。
2003-04-06 cond-mat.mes-hall
Effects of cavity and superradiance on the electrical transport through quantum dots
提出了一种新的方法来测量Purcell效应，通过观察电流通过嵌入微腔中的半导体量子点。固定电流示出被改变，如果一个不同的腔长度。对于双点系统，发现稳态电流随着点间距离的变化而表现出干涉特征（超辐射）。通过将系统并入微腔中，可以增加振荡的幅度。此外，如果点距离与发射光子的波长相比小，则电流被抑制。这种光子捕获现象产生纠缠态，并且可以用于控制在预定时间的单光子的发射。
2005-07-10 cond-mat.mes-hall
Spin-Photon Dynamics of Quantum Dots in Two-mode Cavities
用双模Jaynes-Cummings模型描述了量子点与两个谐振腔模的相互作用。根据量子点能级方案，单掺杂量子点与腔光子的相互作用产生电子自旋和腔态的纠缠，或者允许实现自旋和光子态的SWAP门。相同结构的未掺杂量子点从初始光子乘积态产生偏振纠缠光子对。对于实际的空腔损耗率，这些操作的保真度为80%。
2004-12-11 cond-mat.mes-hall
Cavity-photon contribution to the effective interaction of electrons in parallel quantum dots
单腔光子模式有望改变腔内电子系统的库仑相互作用。我们在平行双量子点系统中研究这种现象。我们探讨了封闭系统和系统开放后的电子输运性质。我们展示了如何为这两种情况下的结果支持的想法，有效的电子-电子相互作用变得更加排斥在腔光子场的存在下。这可以理解为腔光子修饰有效相互电子相互作用中的极化项，导致双平行点电势中电荷的非平凡离域或极化。此外，我们还发现外加经典偶极电场激发的四极集体振荡可以减小电子的有效排斥。
2015-07-28 cond-mat.mes-hall
Dispersive readout of valley splittings in cavity-coupled silicon quantum dots
体硅的能带结构具有六重谷简并。Si/SiGe量子阱系统中的应变部分地提升了谷简并，但是设置两个最低谷的分裂的材料因素仍在深入研究中。提出了一种精确测量超导微波谐振器中Si/SiGe双量子点谷分裂的方法。我们发现双量子点能级谱中的低谷态导致了腔传输中容易观察到的特征。这些特征产生半导体双量子点的微观能级结构的“指纹”，提供谷分裂和谷间耦合率的有用信息。
2016-07-29 cond-mat.mes-hall
Microwave quantum optics and electron transport through a metallic dot strongly coupled to a transmission line cavity
从理论上研究了金属量子点与超导微波传输线腔强耦合系统中光子态和电子输运的性质。在电路量子电动力学的框架内，我们导出了点与腔之间任意强电容耦合的哈密顿量。该系统的动力学描述的量子主方程，占电子传输以及相干，非平衡性质的光子状态。光子状态的调查，专注于，对于一个单一的活动模式，微波极化子形成的签名和非平衡光子分布的影响。对于两个激活光子模，研究了模内转换和极化子相干性。对于电子输运，通过量子点的电流和噪声以及光子态对输运性质的影响是研究的重点。我们确定明确的运输签名，由于非平衡光子人口，特别是超泊松散粒噪声的出现在超强点腔耦合。
2011-10-31 cond-mat.mes-hall
Quantum dot-cavity strong-coupling regime measured through coherent reflection spectroscopy in a very high-Q micropillar
我们报道了一个高品质因数微柱的相干反射光谱，在强耦合制度与一个单一的InGaAs退火量子点。利用绝对反射率测量方法研究了器件在低激发功率和高激发功率下的特性。在7.3 \mueV直径的微柱中获得了g=16 \mueV耦合强度的强耦合，腔谱宽度kappa=20.5 \mueV（Q=65 000）。对于量子点-微柱系统，强耦合状态的品质因子4g/kappa=3是当前的最新技术水平。
2010-11-04 cond-mat.mes-hall
Impact of electron-phonon interactions on quantum-dot cavity quantum electrodynamics
光子纳米腔中的半导体量子点（QD）为量子信息处理和腔量子电动力学（QED）提供了单片的、鲁棒的平台。这种固态腔QED系统的一个固有特征是电子-声子相互作用的存在，这使这些系统与传统的原子腔QED区别开来。了解电子-声子相互作用对这些系统的影响对于控制和利用它们所展示的丰富物理学是必不可少的。在这里，我们研究了电子-声子相互作用对基于量子点的腔QED系统的影响。当量子点和腔处于非共振状态时，我们观察到声子辅助的腔模辐射，它强烈依赖于温度和腔失谐量。当它们共振时，我们观察到一个不对称的真空拉比双重态，其分裂随温度的升高而变窄。这些实验观察可以很好地再现使用腔QED模型，包括电子-声学-声子相互作用。我们的工作提供了重要的，但迄今为止知之甚少的机制，非共振量子点腔耦合和各种腔QED系统的物理利用发射耦合到声子，如氮空位中心在金刚石和胶体纳米晶体。
2009-08-06 cond-mat.mes-hall
Parametric Drive of a Double Quantum Dot in a Cavity
本文提出在腔频率下参数调制双量子点电荷偶极子，通过π相位移动增强信噪比，实现放大读出信号，并可作为探测介观电路奇异电子态的新工具。
2025-10-10 cond-mat.mes-hall
Strong coupling between an electron in a quantum dot circuit and a photon in a cavity
电路量子电动力学允许人们在一个精致的水平上使用腔光子来探测、操纵和耦合超导量子比特。它的基石之一是实现强耦合的可能性，这种耦合允许光和物质相干杂交。将其转换为量子点电路可以提供使用新自由度的机会，例如单个电荷或自旋。然而，量子点电路与腔光子的强耦合还有待观察。在这里，我们展示了一个混合超导体-量子点电路，它实现了单个电子激发与微波光子的强耦合。我们观察到了2g~10 MHz的真空拉比分裂，它超过了光-物质杂化态线宽的3倍。我们的发现为基于量子点的量子比特的超长距离纠缠开辟了道路。它们可以适用于许多其他电路设计，为量子点设置的可扩展性路线图提供新的思路。
2016-12-15 cond-mat.mes-hall
Phonon-Induced Dephasing in Quantum Dot-Cavity QED
本文给出了量子点-微腔系统中声子诱导退相干问题的半解析渐近精确解。特别强调的是线性偏振和光吸收，但是本文提出的方法可以直接适用于解决激子-腔密度矩阵的任何元素。在其核心，该方法结合了特罗特的分解定理与链接集群扩展。激子腔和激子-声子耦合的影响被考虑在平等的基础上，从而提供访问可比的极化子和极化激元时间尺度的制度。我们表明，光学退相干是通过量子点-腔系统不同极化子态之间的真实声子辅助跃迁来实现的，并且极化子谱线展宽可以用极化子框架下的费米黄金法则很好地描述。我们还提供了纯粹的解析近似，准确地描述了系统的动力学在较长的极化激元时间尺度的限制。
2019-08-09 cond-mat.mes-hall
Delocalization of electrons by cavity photons in transport through a quantum dot molecule
我们提出了通过嵌入有限量子线中的两个横向量子点的腔光子辅助电子输运的新结果。该双量子点系统与两个引线弱连接，并与一个单量子腔模强耦合，腔中初始有两个线偏振光子。在考虑电子与光子完全相互作用的情况下，利用量子主方程研究了中心系统中由柱塞门控制的瞬态电流。在没有光子腔的情况下，在选择的柱塞栅电压范围内观察到两个共振电流峰：基态峰和对应于第一激发态的峰。由于对称性的不同，基态电流比第一激发态电流大。在沿输运方向或垂直于输运方向极化的光子腔中，发现了两个额外的侧峰，即基态的光子复制和第一激发态的光子复制。侧峰是由光子辅助的电子输运引起的，在电子隧穿过程中具有多达三个光子的多光子吸收过程。当光子场沿输运方向极化时，基态的点间隧穿可以由光子腔控制。电子电荷通过光子腔从点离域。此外，在光子沿输运方向偏振的情况下，通过增加电子-光子耦合强度，可以强烈地增强光子诱导的侧峰中的电流。
2014-03-03 cond-mat.mes-hall
The effects of a far-infrared photon cavity field on the magnetization of a square quantum dot array
利用量子电动力学密度泛函理论（QEDFT）计算了GaAs异质结构中腔嵌入量子点阵列的轨道和自旋磁化强度.为此，最近采用的基于梯度的交换相关功能的原子系统是适应托管二维电子气（2DEG）提交到一个外部垂直均匀磁场。数值结果揭示了腔场对电子电荷分布的极化效应和轨道磁化强度的非平凡变化。我们讨论了它的纠缠依赖于每个点的电子数，并在电子-光子耦合强度。特别是，作为电子-光子耦合强度的函数的费米能量周围的光子修饰的电子状态的计算的分散体指示在点中的磁等离子体激元极化激元的形成。
2022-08-10 cond-mat.mes-hall
The photocurrent generated by photon replica states of an off-resonantly coupled dot-cavity system
利用稳态下的量子主方程研究了量子点与光子腔耦合的输运性质。在非共振区，当光子能量小于量子点的最低电子态之间的能量间隔时，计算了光子在电子系统中被泵浦时，光子复制态所产生的电流，通过调节电子-光子耦合强度，可以通过光子极化和环境的腔-光子耦合强度的影响来增强光电流.我们表明，通过光子副本产生的电流是非常敏感的光子偏振，但它不是强烈依赖于在环境中的平均光子数。
2019-05-01 cond-mat.mes-hall
Photon Number Coherence in Quantum Dot-Cavity Systems can be Enhanced by Phonons
本研究分析光激发半导体量子点中光子数相干性的声子效应，发现量子点-腔耦合体系内电子-声子相互作用可增强而非总是削弱PNC。
2025-01-10 cond-mat.mes-hall
Magnetic-field effects on photon-induced quantum transport in a single dot-cavity system
在这项研究中，我们展示了如何静态磁场可以控制光子诱导的电子输运通过量子点系统耦合到光子腔。量子点系统连接到两个电子库并暴露于外部垂直静态磁场。因此，电子通过系统的传播受到静态磁场和动态光子场的影响。观察到光子腔形成光子复制态控制系统中的电子输运。如果光子场的能量大于回旋能量，则光子场在电子输运中占主导地位。因此，由于光子复制态的激活，电子输运增强。相反，当光子能量小于回旋能量时，系统中的电子输运被抑制。
2016-07-25 cond-mat.mes-hall
Spin relaxation in a GaAs quantum dot embedded inside a suspended phonon cavity
从理论上研究了半导体平板中二维量子点的声子诱导自旋弛豫。增强的弛豫率被发现由于声子范霍夫奇异性。相反，消失的变形势也可能导致自旋弛豫速率的抑制。对于较大的量子点，自旋轨道相互作用和塞曼能级之间的相互作用导致在几个点的弛豫抑制。此外，通过改变板的宽度，获得了从受限系统到大体积系统的交叉。
2006-01-17 cond-mat.mes-hall
Manifestation of the Purcell effect in current transport through a dot-cavity-QED system
研究了线点系统与腔和光子库耦合时的输运性质。调谐光子能量，拉比共振态出现，反过来又观察到共振电流峰。我们证明了腔-光子库耦合、库中的平均光子数、电子-光子耦合和光子极化对发生在Rabi共振态之间的带内跃迁以及对相应的共振电流峰的影响。拉比分裂可以通过光子的偏振态和电子-光子耦合强度来控制。在选定的参数范围内，我们观察到Purcell效应的结果：通过增加腔-库耦合，通过腔的电流峰增强，而通过腔的电流峰随着电子-光子耦合的增加而减小。此外，谐振电流峰值也对储存器中的平均光子数敏感。
2019-05-17 cond-mat.mes-hall
Accurate measurement of a 96% input coupling into a cavity using polarization tomography
柱状微腔是一种优良的光-物质界面，在小模体积内提供高品质因数的电磁约束。它们还允许有效地将光子注入腔体和从腔体提取光子，具有潜在的接近1的输入和输出耦合效率。优化输入和输出耦合是必不可少的，特别是在固态量子网络的发展中，其中人工原子被单个入射光子操纵。在这里，我们提出了一种技术，以准确地测量输入和输出耦合效率，使用偏振层析成像的光反射腔。我们利用柱微腔的剩余双折射来区分耦合到腔中的光和未耦合的光：前者参与旋转反射光束的偏振，而后者降低偏振纯度。将该技术应用于微柱腔，我们以前所未有的精度测量了$53 \pm2 \% $输出耦合和$96 \pm 1\%$输入耦合。
2018-04-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum dot spectroscopy using cavity QED
由于腔量子电动力学在量子信息处理领域的潜在作用以及作为量子力学基础实验的实验平台，腔量子电动力学引起了人们极大的兴趣。在这里，我们展示了如何腔量子电动力学使用可调光子晶体纳米腔在强耦合制度可以用于单量子点光谱。从强耦合系统中观察到的独特的避免交叉，我们可以确定中性和单正电荷激子以及双激子跃迁。此外，我们能够调查这些过渡的精细结构，并确定一种新的腔介导的混合明亮和黑暗的激子状态，其中超精细相互作用与晶格核大概发挥了关键作用。这些结果是通过一个确定性的耦合方案，使我们能够实现前所未有的耦合强度超过0.15毫电子伏。
2008-08-21 cond-mat.mes-hall
Controlling the charge environment of single quantum dots in a photonic-crystal cavity
我们证明了半导体量子点（QD）周围电荷的存在强烈影响其光学性质，并产生非共振耦合到微腔的模式。我们首先表明，除了（多）激子线，量子点产生一个光谱宽的发射，有效地耦合到腔模式。其时间动力学过程表明，它与量子点激子与相邻润湿层中载流子的库仑相互作用有关。这种机制可以通过施加电场来抑制，使得QD更接近于理想的二能级系统。
2009-07-20 cond-mat.mes-hall
Phonon Cavity Models for Quantum Dot Based Qubits
声子腔被认为是控制半导体量子点“量子比特”中的退相的下一步。在本文中，我们讨论了两种模型的声子腔-一个表面声波（SAW）叉指换能器的无限半空间，和一个弹性薄板。非理想声表面波谐振腔中双量子点的非弹性电流在小能量时存在一个能隙，在理想无限大系统中完全被抑制。在自由平板模型中，范霍夫奇异性在声子谱密度中演化。我们发现，这些奇异性导致额外的非弹性电流的侧峰。
2002-08-26 cond-mat.mes-hall
Single-photon nonlinearity of a semiconductor quantum dot in a cavity
腔中的单原子是腔量子电动力学的模型系统。原子和腔受限光子之间的强耦合机制对应于两种模式之间的能量的可逆交换，并且支持广泛的CQED现象，其在量子信息科学中具有应用，包括例如作为量子逻辑门和作为纠缠态的源。近年来，首次报道了微米级固体腔中局域量子点的激子与腔光子之间的强耦合，取得了重要进展。这在可扩展性和与其他光学器件的集成方面具有重要意义，并可能导致“芯片上的量子光学”技术的出现。然而，到目前为止，量子点的结果都是线性的，对应于与真空场的耦合（真空拉比分裂）;它们不是真正的QED效应，可以用经典物理学描述为两个振荡器之间的耦合。在本文中，我们提出了一个纯粹的量子现象的QD/腔光子系统，即增加分裂的水平时，在腔中的平均光子数增加的证据。这对应于单光子尺度上的非线性：腔中单个激发的存在改变了能级结构，影响了第二个光子的发射能量。这些结果是证明量子点在CQED应用中的前景的第一步。
2006-12-01 cond-mat.mes-hall
Phonon Mediated Off-Resonant Quantum Dot-Cavity Coupling
提出了一个在量子点共振激发下，量子点与腔体之间声子介导的非共振耦合的理论模型。结果表明，这种耦合是由量子点中的电子-声子相互作用引起的，并被腔增强。我们用我们的理论模型分析了最近观测到的量子点共振光谱数据。
2010-12-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Nonlinear cavity feeding and unconventional photon statistics in solid-state cavity QED revealed by many-level real-time path-integral calculations
研究了强驱动和强点-腔耦合条件下，激光驱动量子点与纵向声学声子相互作用微腔中光子的产生.稳态腔光子数被发现依赖于在一个非平凡的方式之间的失谐激光和激子跃迁的点。特别是，腔馈送的最大效率是获得对应于与激发数大于1的腔修饰态之间的跃迁能量的失谐。声子显着增强腔喂养在大失谐。在强驱动、强耦合极限下，光子统计是高度非泊松的。虽然没有声子的双峰结构的光子分布的预测，声子使光子统计的热与非常高的有效温度$\sim 10^5$ K，即使对于低的声子温度$\sim 4$ K。这些结果是通过数值计算得到的，其中考虑了驱动，点腔耦合和点声子相互作用没有近似。这是通过一个精确的迭代路径积分计划，这是适用于一大类的量子耗散系统，并在我们的情况下，减少了15个数量级的数值需求的重新制定。
2017-09-04 cond-mat.mes-hall
Current correlations for the transport of interacting electrons through parallel quantum dots in a photon cavity
计算了非理想光子腔中多能级平行量子点中稳态电子输运的电流关联。我们占的电子-电子库仑相互作用，和顺磁和抗磁电子-光子相互作用的逐步计划的配置相互作用和截断的多体Fock空间。在时间电流-电流相关性的谱密度中，我们确定了系统中所有的辐射和非辐射跃迁，以保持稳定状态。我们观察到两种类型的拉比振荡的强烈迹象。
2017-07-26 cond-mat.mes-hall
Bistable Spin Currents from Quantum Dots Embedded in a Microcavity
我们研究了嵌入在光学微腔中的量子点产生的自旋电流。这些点与引线相连，引线允许电子通过隧道进出点。自旋电流是由腔体内的量子化电磁场引起的自旋翻转跃迁产生的，其中一个塞曼态位于引线的费米能级以下，另一个位于费米能级以上。在强库仑阻塞极限下，该模型与量子光学中的Jaynes-Cummings模型类似。我们发现，腔场振幅和自旋电流表现出作为激光振幅的函数的双稳性，这是驱动腔模式。即使在单点的极限下，自旋流和腔场的Q分布也具有双峰结构。
2006-11-21 cond-mat.mes-hall
Interfacing nuclear spins in quantum dots to cavity or traveling-wave fields
我们展示了如何在单电荷量子点中实现光场与极化核自旋之间的量子界面，该量子点与高精细度光学腔强耦合。通过消除激子态和电子态（远失谐），实现了腔自旋与核自旋的有效直接耦合。研究了将腔场或行波场的量子比特态和连续变量态映射到集体核自旋所需的条件：对于腔场，我们考虑绝热通过过程来转移态。可以看出，对于量子接口来说，需要在腔寿命上有显著的改进，超过当今的技术。然后，我们转向一个计划，耦合的核腔的输出字段，可以容忍显着较短的腔寿命。我们表明，文献中报道的寿命和最近实现的~90%的核极化允许高保真读出和写入的量子信息之间的核自旋和输出字段。我们讨论了该计划的性能，并提供了一个方便的描述的偶极动力学的原子核高度极化的自旋，表明这个过程不会影响我们的协议的性能。
2009-11-19 cond-mat.mes-hall
Tomography of a spin qubit in a double quantum dot
我们研究了一系列的方法来执行断层扫描在固态量子位器件，其中先验初始化和测量的量子位被限制到一个单一的基础的布洛赫球。我们探索和比较几种方法来获得精确的描述额外的状态和测量，量化随机和系统误差，最终导致一个完整的一套，可以随后用于过程层析成像。虽然我们的方法是相当一般的，但我们的重点是在GaAs双量子点中由两个电子自旋的单重态-三重态子空间形成的自旋量子比特的例子。
2013-08-24 cond-mat.mes-hall quant-ph
Origin of the emission within the cavity mode of coupled quantum dot-cavity systems
研究了耦合量子点-微柱系统光模内发射的起源。时间分辨的光致发光进行了大量的确定性耦合器件在很宽的温度范围和失谐。发现腔模内的发射表现出与光谱上最接近的量子点态相同的动力学。我们的观察表明，量子点态的快速退相是造成腔模内发射的原因。最近的光子相关测量报告类似的系统提出了一个解释。
2009-04-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Cavity quantum electrodynamics with charge-controlled quantum dots coupled to a fiber Fabry-Perot cavity
我们证明了一个单一的自组装InGaAs量子点和外部光纤镜为基础的微腔之间的非微扰耦合。我们的研究结果扩展了以前实现的可调微腔，同时确保空间和光谱之间的重叠腔模式和发射器，同时允许确定性的量子点的电荷控制。利用共振光谱，我们表明，耦合量子点腔系统是在强耦合的开始，与合作的参数为2。我们的研究结果是实现高效率固态自旋光子界面的一个里程碑。
2012-11-19 cond-mat.mes-hall physics.optics
Effective cavity pumping from weakly coupled quantum dots
推导了$N$弱耦合量子点-微腔系统主方程的有效腔抽运率和衰减率。我们表明，光子的流入是没有联系到流出的热平衡关系。
2010-04-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
Resonant interactions between a Mollow triplet sideband of a quantum dot and a strongly coupled cavity
实验证明，当一侧边带调谐到腔频率以上时，强耦合量子点的Mollow三重态边带会出现反常的功率致展宽和增强发射.当拉比频率超过量子点和腔体之间的失谐时，我们观察到边带线宽随激发功率的非线性增加，这与最近的理论模型相一致，该模型解释了激子和腔体之间的声学声子诱导过程。此外，调谐到腔的边带显示出强的共振发射增强。
2013-10-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum Information Processing Using Excitonic States of Quantum Dots and an Optical Cavity Manipulated by Collinear Laser Fields
在本文中，我们研究了一个用于量子信息处理的量子门的实现，该量子门是在共线激光场操纵的光腔中的量子点系统中实现的。为了简单起见，我们只给出了腔中两个量子点与两个共线场相互作用的模拟的理论和数值结果。可以以与两个量子点系统类似的方式来完成对腔中的许多量子点系统的扩展。结果表明，由于采用了共线场，通过适当选择共线场的失谐量和振幅，可以实现双量子比特门操作。
2015-03-29 cond-mat.mes-hall quant-ph
Frequency cavity pulling induced by a single semiconductor quantum dot
本文研究了在弱耦合条件下，确定性耦合到受限光模的单个半导体量子点的发光特性。当改变发射器和腔之间的光谱失谐时，腔模发射的强拉、加宽和变窄被证明。理论上考虑了量子点跃迁的声子辅助发射。这些观察突出了一个新的情况腔量子电动力学涉及光谱宽发射器。
2013-07-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
Cavity Quantum Electrodynamics with a Single Quantum Dot Coupled to a Photonic Molecule
研究了由一对耦合的光子晶体腔组成的量子点与光子分子耦合的腔量子电动力学效应。我们发现量子点和光子分子的两个超模之间存在反交叉，这表明实现了强耦合机制。从反交叉的数据，我们估计的贡献模式耦合和本征失谐的总失谐之间的超级模式。最后，我们还展示了光子分子中非共振腔-腔相互作用的特征。
2012-01-30 cond-mat.mes-hall quant-ph
On the coupling of two quantum dots through a cavity mode
研究了半导体微腔中两个远距离量子点通过虚光子交换实现的有效耦合。分析了产生强耦合的实验条件及其在发射光谱中的表现。
2010-07-11 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
Light emission properties in a double quantum dot molecule immersed in a cavity: phonon-assisted tunneling
两种主要机制决定了双量子点中的隧穿过程：激发波函数的重叠，有效地描述为隧穿速率，以及声子辅助隧穿。在本文中，我们研究了在单模光腔中的双量子点分子中，这两种机制之间的竞争所产生的不同的隧穿机制。我们展示了这些制度如何影响每个量子点和腔中的平均激发数，光致发光光谱的光谱分辨率和发射峰，以及二阶相干函数，它是从腔中发射的光的量子度的指标。
2019-10-19 cond-mat.mes-hall quant-ph
A spin-photon interface using charge-tunable quantum dots strongly coupled to a cavity
含有电子或空穴自旋的带电量子点是适用于量子网络和分布式量子计算的明亮固态量子比特。将这种量子点自旋引入光子晶体腔中产生强自旋-光子界面，其中自旋可以通过调制腔反射系数来控制光子。然而，先前对这种自旋光子界面的演示依赖于由附近杂质随机充电的量子点，导致电荷状态的不稳定性，这导致腔反射率的对比度差。在这里，我们展示了一个强大的自旋光子接口使用量子点，是确定性地与二极管结构的充电。通过在光子晶体谐振腔中引入这种主动带电的量子点，我们实现了腔模和量子点的负电荷态之间的强耦合。此外，通过初始化的自旋，通过光泵浦，我们显示出强烈的自旋相关的调制腔的反射率，对应于12的协同。这种自旋相关的反射率对于使用光子介导自旋之间的纠缠以及产生用于量子网络和分布式量子计算中的应用的强光子-光子相互作用是重要的。
2019-06-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
Continuous two-photon source using a single quantum dot in a photonic crystal cavity
提出了利用相干泵浦的量子点嵌入光子晶体腔内实现连续双光子源的方法。我们分析了量子点能级和腔模内场的稳态布居。找到了相干泵浦和非相干泵浦量子点中粒子数反转的条件。我们证明了在相干泵浦和非相干泵浦下，两个双光子激光器输出的压缩是不可见的。利用最近发展的极化子变换主方程讨论了低温下声子耦合的影响。我们还提出了利用四波混频产生光场压缩态的方案。
2019-10-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
Cavity-mediated coherent coupling between distant quantum dots
用于量子信息技术的可扩展架构需要选择性地耦合长距离量子比特，同时抑制环境噪声和串扰。在半导体材料中，量子点上的单个自旋与容纳费米模式的腔体的相干耦合为这一技术挑战提供了新的解决方案。在这里，我们展示了两个空间分离的量子点之间的相干耦合使用电子腔设计，利用在二维电子气的回音壁模式。腔介导的长距离耦合有效地最小化了点之间的不期望的直接串扰，并且定义了用于基于全电子闪烁器的量子信息处理的可扩展架构。
2017-12-22 cond-mat.mes-hall quant-ph
