Quantum Mechanics of Semiconductor Quantum Dots and Rings
我们研究了量子点和量子环中发生的几种现象：量子混沌与量子点的反射对称性的联系，量子混沌在隧道耦合混沌量子点中的消失，电子在横向磁场中的局域化和双同心量子点之间的跃迁，电子从量子点到位于量子点中心的量子点的跃迁。这种考虑的基础是相应系统的有效薛定谔方程。
2012-06-06 cond-mat.mes-hall quant-ph
Fast quantum computing with semiconductor quantum dots in a microcavity
论文已被作者撤回
2002-12-02 quant-ph
Two-spin dephasing by electron-phonon interaction in semiconductor double quantum dots
利用自旋玻色子模型研究了半导体双量子点中电子-声子相互作用引起的双电子单重态和三重态之间的退相干。我们调查的发病和时间演变的退相，并研究其依赖于量子点参数，如点的大小和双点间距，以及主机材料（GaAs和Si）。在较短的时间内，电子-声子相互作用仅引起单重态-三重态希尔伯特空间中非对角密度矩阵元的不完全初始高斯衰减。声子弛豫导致的完全长时间指数衰减最终将超过双自旋退相干。我们分析了对称和有偏双量子点中的双自旋退相干，确定了它们在电子-声子耦合方面的差异以及相关的后果。
2011-04-29 cond-mat.mes-hall quant-ph
Theory of Fast Quantum Control of Exciton Dynamics in Semiconductor Quantum Dots
从理论上探讨了半导体量子点中多激子态动力学的光学量子控制技术。复合双色锁相脉冲被证明可以减少激子和双激子上的基本量子操作的时间一个数量级或更多。分析和数值方法设计的脉冲序列进行了研究。操作的保真度用于衡量其质量。一个改进的量子傅里叶变换算法构造只有拉比旋转，并示出减少操作的数量。通过数值模拟对所设计的脉冲在算法中的应用进行了测试。
2001-09-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
Control of many electron states in semiconductor quantum dots by non-Abelian vector potentials
量子系统的简并本征态的绝热时间演化提供了用于控制电子态的手段，因为简并能级之间的混合产生矩阵Berry相位。在存在自旋轨道耦合的n型半导体量子点中，电子的哈密顿量在时间反转操作下保持不变，多体基态可能是双简并的.当电子数为奇数时，这种双重简并性可以产生非阿贝尔矢量势。我们发现许多电子波函数的反对称性对矩阵Berry相位没有影响。我们推导出的方程，允许一个调查的电子关联的影响，通过表示非阿贝尔矢量势的单电子非阿贝尔矢量势的多电子系统。
2007-06-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
Controllable quantum scars in semiconductor quantum dots
量子疤痕是沿经典周期轨道的量子概率密度的增强。研究了最近发现的在均匀磁场中二维谐振子的强微扰诱导量子结疤现象。我们证明，疤痕的几何形状和方向是完全可控的磁场和一个集中的微扰电位，分别。这些性质可能会打开一个实验方案，以操纵电流在二维电子气中制造的纳米结构的路径。
2017-10-02 cond-mat.mes-hall quant-ph
Electrically-protected resonant exchange qubits in triple quantum dots
提出了一种利用三重量子点中的三个自旋组成的量子比特进行量子计算的调制微波方法。这种方法包括单量子位和双量子位门，由于对高频电场具有窄带响应的操作点，这些门被保护免受低频电噪声的影响。此外，现有的双量子点进展，包括通过自旋到电荷转换的稳健制备和测量，可以立即应用于新的量子位。最后，高频耦合中隐含的电偶极子项使超导微波谐振器能够实现强耦合，从而产生更强大的双量子比特门。
2013-04-12 cond-mat.mes-hall quant-ph
Semiconductor quantum dots as an ideal source of polarization entangled photon pairs on-demand: a review
自从第一次发表关于纠缠量子态的论文以来，已经过去了80多年。在这段时间里，怪异的相互作用量子态的概念成为一个新兴的科学领域。在各种实验证明了这种非经典态的存在之后，人们提出了在量子信息科学和技术中利用纠缠的有远见的想法。这些新颖的概念还没有走出实验阶段，主要是因为缺乏合适的、确定性的纠缠量子态源。在众多研究中的系统中，半导体量子点是特别有吸引力的按需单偏振纠缠光子对的发射器。虽然，最初认为量子点必须表现出与固态中存在的许多退相干效应相关的有限程度的纠缠。最近的研究否定了纠缠退化效应不可避免的前提。我们回顾了导致这些重要发现的相关实验，并讨论了预期的量子技术所面临的挑战。
2018-10-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
Electron-hole spin flip-flop in semiconductor quantum dots
我们使用时间分辨的强度互相关测量来识别带负电荷的量子点中的双激子-激子辐射级联。极化敏感相关测量明确地表明，激发的两个电子的三重态通过自旋非守恒触发器与基态重空穴非辐射弛豫到它们的单重态基态。我们解释了这种机制的限制电子状态和LO声子之间的共振耦合。这种共振相互作用与电子-空穴交换相互作用一起为这种否则自旋阻塞的电子弛豫提供了有效的机制。
2014-01-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
Independent electrical tuning of separated quantum dots in coupled photonic crystal cavities
光子晶体腔与量子点耦合系统是一种很有前途的量子网络和量子模拟器体系结构。独立调整横向分离量子点频率的能力是这种方案的关键组成部分。在这里，我们展示了独立的横向分离的量子点在光子晶体腔耦合面内波导注入线的质子，用于电隔离二极管结构的不同部分的调谐。
2011-09-23 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Giant Stark effect in the emission of single semiconductor quantum dots
研究了镶嵌在AlGaAs/GaAs/AlGaAs量子阱中的InAs/GaAs单量子点的量子限制Stark效应。通过显著增加势垒高度，我们可以观察到在-500 kV/cm的电场下从点发射，导致高达25 meV的斯塔克位移。我们的研究结果表明，这种技术可能使未来的应用程序，需要在相同的能量转换的自组装点。
2010-11-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.other quant-ph
Spin-based quantum information processing with semiconductor quantum dots and cavity QED
提出了一种在高Q单模QED腔中利用半导体量子点进行量子信息处理的方案。量子点的一个多余传导电子的自旋自由度被用作量子比特。激子态是利用光学操作超快产生的一种辅助态，可以用来实现量子门。我们展示了如何适当定制的超快激光脉冲和保利阻塞效应，可以用来实现一个通用的编码量子计算。
2002-09-10 quant-ph
Quantum optical phenomena in semiconductor quantum dots
在激子和双激子存在下，研究了人工原子（半导体量子点）中的量子光学现象。利用传统的含时微扰技术得到了解析结果。本文对CdS量子点在高Q腔中的实际样品作了数值估计。观察到激子和双激子态的量子拉比振荡、光子统计、粒子数反转的崩塌和恢复等量子光学现象。当双激子存在时，由于双激子与腔场的强耦合，使崩塌和回复现象变得更快。
2002-11-22 quant-ph
Exploiting exciton-exciton interactions in semiconductor quantum dots for quantum-information processing
我们提出了一种在半导体量子点中进行量子信息处理的全光学实现方案，其中电子空穴激发（激子）作为计算自由度（量子比特）。我们发现，强点限制导致库仑相关性的整体增强和激子态的强重整化，这可以用于执行有条件和无条件的量子比特操作。
2000-05-17 quant-ph
Generation of non-classical light using semiconductor quantum dots
非经典光源对于量子科学和技术中的未来应用（诸如量子通信、量子计算和模拟、量子传感和量子精密测量）是至关重要的。本文综述了利用半导体量子点制备单光子、纠缠光子对和光子团簇态的基本原理和最新进展。具体的基本原理是讨论了光的详细量子描述，半导体量子点的性质和光-物质相互作用。这包括一个框架的非经典光的产生和双光子干涉的动态建模。最近的进展将讨论在非经典光的芯片外的应用，以及可扩展的芯片上集成的实现。
2019-01-18 quant-ph
Mode Competition in Dual-Mode Quantum Dots Semiconductor Microlaser
本文描述了量子点激光器的建模，目的是评估稳定的连续波双模操作时，模式分离位于太赫兹范围内的条件。几种可能的模型适合于InAs量子点在InP屏障的分析评估，特别是量子点电耦合通过直接交换的激发由润湿层或量子点光耦合通过均匀加宽其光学增益。一个稳定的双模制度是可能的，在所有情况下，当量子点被用作有源层，而量子阱或散装类型的增益介质不可避免地导致双折射行为。量子点增益介质的选择完美地匹配了用于通过光混合产生太赫兹的双模激光器的生产。
2013-03-07 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Spin-based quantum gating with semiconductor quantum dots by bichromatic radiation method
提出了一种在半导体量子点中实现双量子比特量子门的方案。信息被编码在每个量子点的一个过剩传导电子的自旋自由度中。我们建议使用两个激光器，辐射两个相邻的量子点，并调谐到蓝色失谐相对于个别激子的共振频率。两量子比特相位门可以通过中间激子态之间的Pauli阻塞效应和偶极-偶极耦合来实现。
2004-04-13 quant-ph
Electric Field effects on quantum correlations in semiconductor quantum dots
研究了外加偏压对光激发耦合半导体量子点阵列中量子关联的影响。关联的特征在于量子不和谐和并发，并观察到使用激子量子比特。我们采用了不同温度下热密度矩阵的共点下界。将研究福斯特相互作用对相关性的影响。我们的理论模型检测到非零的量子不和谐时，电场是对的，而并发死亡，确保存在的非经典相关的量子不和谐的测量。
2012-05-01 quant-ph
Spatial light modulation based on coherent population oscillation in semiconductor quantum dots
基于相干布居数振荡（CPO）效应，分别从相位调制和振幅调制的角度，研究了拉盖尔-高斯光束在半导体量子点（SQD）中的产生和操控.结果表明，该方法既可以实现对探测场低吸收的相位调制，又可以实现高效率的幅度调制。实验结果表明，SQDs系统可以作为有效的光寻址空间光调制器，对探测光场的横向空间特性进行人工调制。
2009-11-17 quant-ph
Quantum computation in semiconductor quantum dots of electron-spin asymmetric anisotropic exchange
当耦合半导体量子点中的电子自旋之间存在非对称各向异性交换时，可以得到普适的量子计算。通过控制两个局域幺正旋转，非对称海森堡模型可以转化为各向同性模型，从而实现基本的量子门。每个量子比特上的旋转是对称的，并且取决于非对称交换的强度和方向。轴对称局域磁场的实现有助于在各向异性耦合量子点中构建量子逻辑门。该方案可以有效地利用每个物理电子的自旋作为一个逻辑量子比特进行普适量子计算。
2008-03-06 quant-ph
A logical qubit in a linear array of semiconductor quantum dots
我们设计并分析了一个由半导体量子点中电子自旋线性阵列组成的逻辑量子比特。为了避免完全控制二维量子点阵列的困难，我们对一维硅量子点线进行了自旋控制和纠错。控制速度和效率通过一个方案来保持，在该方案中，使用用于磁共振的宽带微波脉冲来全局地控制电子自旋状态，同时通过相邻点之间的交换相互作用的局部电控制来提供两个量子位门。采用两个、三个和四个量子比特码的纠错适用于具有最近邻门的量子比特的线性链。我们估计误差校正阈值为1 e-4。此外，我们描述了一系列的实验，以验证从四个耦合点的近期设备上的方法。
2017-02-28 quant-ph
Resonant excitation and photon entanglement from semiconductor quantum dots
在这一章中，我们将回顾半导体量子点作为量子光源的应用。原则上，我们专注于共振双光子激发，这是一种允许按需生成光子对的方法。我们探讨了共振激发的优点，并提出了一些测量，在这种激励制度。特别是，我们涵盖了以下主题：光子统计，相干操纵的地面激发态叠加，并产生时间仓纠缠光子对。
2015-03-01 quant-ph
Zeno Quantum Gates in Semiconductor Quantum Dots
提出了一种利用半导体量子点的量子芝诺效应实现两量子比特条件相位门的方案。该系统由两个带电点和一个辅助点组成，可以在共振激光脉冲下进行拉比振荡。量子芝诺效应是由辅助点和带电点之间的声子辅助激子弛豫引起的，这相当于连续测量。我们解析求解主方程，并使用一组现实的参数来模拟系统的动力学。与标准方案相比，较大的声子弛豫速率增加了操作的保真度。
2008-10-24 cond-mat.other quant-ph
Non-adiabatic geometrical quantum gates in semiconductor quantum dots
本文研究了用半导体量子点实现非绝热几何量子门。讨论了利用激子自由度的不同量子信息编码/操纵方案。利用Aharanov-Anandan几何相位可以避免依赖绝热Berry相位的绝热方案的局限性，在原理上可以实现快速几何量子门
2003-01-17 cond-mat quant-ph
Engineering quantum dots for electrical control of the fine structure splitting
研究了不同方法生长的量子点在垂直电场作用下精细结构分裂的变化。在每个样品中，我们确认这种能量分裂在我们可以访问的场范围内线性变化。我们得出结论，这种线性调谐是自组装量子点的一般特征，在不同的生长条件下，发射波长和不同的材料系统中观察到。统计测量的特征参数，如发射能量，斯塔克位移和FSS调谐，这可能提供一个指导，为未来的尝试，以提高产量的量子点，可以调谐到一个最小值的FSS与垂直电场。
2015-07-22 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Electrically tunable quantum interfaces between photons and spin qubits in carbon nanotube quantum dots
提出了一种基于光机械谐振器和悬浮碳纳米管量子点中自旋-轨道诱导相互作用实现光子量子比特和自旋量子比特相互转换的量子接口新方案。该接口实现了量子自旋转换器，并进一步实现了局部电子自旋量子比特的电操纵，这为量子网络中两个远程量子节点之间的状态传输协议的全电控制奠定了基础。我们数值评估的状态转移过程，并着手估计每个耦合强度的操作的准确性的影响。
2016-05-21 quant-ph
Predicted Ultrafast Single Qubit Operations in Semiconductor Quantum Dots
最近提出的几种可扩展量子计算的实现依赖于操纵半导体中单个电子的自旋极化的能力。迄今为止，最快速的单自旋操纵技术依赖于通过自旋敏感的光学斯塔克效应产生有效的磁场。这种方法已被用来分裂自旋态的胶体CdSe量子点和操纵合奏的自旋在ZnMnSe量子阱与飞秒光脉冲。本文报道了在含单电子的量子点中，这一过程将产生自旋的相干旋转，计算得到的有效磁场的大小取决于量子点的带隙和应变。我们预测，在InAs/InP点中，对于合理的实验参数，旋转的幅度是足够的，并且固有误差足够低，使它们能够作为基于量子点的量子计算机的元素。
2002-11-25 quant-ph
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
Optical RKKY Interaction between Charged Semiconductor Quantum Dots
我们展示了如何在相邻量子点中的电子之间的自旋相互作用可以诱导和光学控制。耦合是通过离域激子的虚拟激发产生的，并提供了一个有效的相干控制的自旋。这种量子操纵可以在绝热极限下实现，并且对由自发发射引起的退相干具有鲁棒性。应用实现的量子门，可扩展的量子计算机，并控制磁化的带电点阵列提出。
2002-06-07 cond-mat quant-ph
Quantum Correlations Dynamics In Two Coupled Semiconductor InAs Quantum Dots
我们研究了两个耦合半导体量子点内的两个激子量子比特之间的量子不和谐和并发的动力学与退相水库独立相互作用。我们探讨他们的行为对无量纲的时间和温度在马尔可夫和非马尔可夫环境。此外，我们分析了外部电场效应和Förster相互作用对这些关联的影响。结果表明，尽管量子关联量受电场和Förster相互作用的影响很大，但在这两个参数变化的情况下，它们的非马尔可夫行为仍然保持不变.此外，我们表明，对于大的温度值和无量纲时间，不像并发消失，非零不和谐仍然可以观察到。
2020-03-02 quant-ph
Slow light in semiconductor quantum dots: effects of non-Markovianity and correlation of dephasing reservoirs
对三能级量子点系统中基于电磁感应透明的慢光传输进行了理论研究，包括非马尔可夫效应和关联退相库。它表明，非马尔可夫性质的过程是非常必要的，即使是传统的失相典型的量子点，导致显着增强或抑制的群速度减慢的因素，以及转移和扭曲的传输窗口。此外，失相库之间的相关性也可以增强或抑制非马尔可夫效应。
2016-01-07 quant-ph
Interference of Single Photons from Two Separate Semiconductor Quantum Dots
我们证明和表征的两个单独的半导体量子点状态在不同的样品由脉冲激光激发发射的离散光子之间的干涉。它们的能量通过应变被调谐成共振。光子的总合并几率为18.1%，符合率低于经典极限。在狭窄的时间窗口内选择后的巧合增加了聚结概率为47%。由于失相，概率从1减小，并且检测器时间响应也减小了后选择值。
2010-04-01 quant-ph
Spin-based optical quantum gates via Pauli blocking in semiconductor quantum dots
我们提出了一种固态实现的超快条件量子门。我们提出的量子计算设备是基于半导体量子点中电子的自旋自由度，从而受益于相对较长的退相干时间。更具体地说，结合泡利阻塞效应与适当定制的超快激光脉冲，我们能够获得亚皮秒自旋相关的库仑相互作用，这是我们的条件相位门建议的本质。这使我们能够实现{ \it--一个快速的双量子比特门，它不会转化为快速的退相干时间}，并为基于自旋的全光量子计算机铺平了道路。
2002-02-28 cond-mat quant-ph
Entanglement creation in semiconductor quantum dot charge qubit
我们从理论上研究了单点和双点中两电子和三电子散射中量子关联的出现。的单粒子状态之间的纠缠形成的传输共振所发挥的关键作用。散射粒子波函数的反射和透射分量都用于评估入射载流子和点中的束缚粒子之间的量子相关性。我们的研究为半导体量子点结构中库仑散射引起的退相干效应的分析提供了指导。
2010-06-03 quant-ph
Entangled Photon Pairs from Semiconductor Quantum Dots
层析分析表明，当应用光谱滤波时，从双激子衰变级联发射的光子对的偏振态变得纠缠。测量得到的光子对密度矩阵满足Peres纠缠判据，其误差大于实验不确定度的3个标准差，并且违反了Bell不等式。我们发现，光谱滤波删除了光子颜色中包含的"哪条路径“信息，并且量子点自由度中的反射信息可以忽略不计。
2006-01-30 cond-mat.str-el quant-ph
Controlling the emission from semiconductor quantum dots using ultra-small tunable optical microcavities
我们报道了耦合到新型开放式光学微腔中的CdSe/ZnS核壳量子点的自发发射控制。腔体通过聚焦离子束铣削制造，并且提供小于立方微米的模体积。量子点发射光谱、空间模式和寿命都通过腔的存在而基本上被修改，并且可以通过主动地改变腔长度来调谐。在室温下实现了75%的发射率的增加，这归因于“坏发射器”制度中的珀塞尔效应。我们展示了对来自点的发射的高度控制，包括近单模操作和检测来自单个纳米晶体的强发射的能力。
2012-06-26 cond-mat.mtrl-sci physics.optics quant-ph
Designing high-fidelity multi-qubit gates for semiconductor quantum dots through deep reinforcement learning
Intel Labs（英特尔实验室）；Intel Corporation（英特尔公司）
在本文中，我们提出了一个机器学习框架，以设计基于硅中量子点的量子处理器的高保真多量子比特门，量子比特编码在单电子的自旋中。在这种硬件架构中，控制景观是巨大而复杂的，因此我们使用深度强化学习方法来设计最佳控制脉冲，以实现高保真多量子比特门。在我们的学习模型中，模拟器模拟量子点的物理系统并执行系统的时间演化，深度神经网络作为函数逼近器来学习控制策略。我们在系统的全状态空间中演化哈密顿量，并实施现实的约束，以确保实验的可行性。
2020-06-15 cs.LG cs.SY eess.SY
All-electrical control of single ion spins in a semiconductor
提出了一种全电初始化、控制和读出半导体单离子自旋的方法。GaAs中的Mn离子就是一个自然的例子。在离子的基态中，Mn核自旋磁矩反平行于来自GaAs宿主的束缚价空穴的自旋和轨道磁矩锁定。离子自旋的直接电操纵是可能的，因为电场操纵空穴的轨道波函数，并且通过自旋-轨道耦合，自旋也被重新定向。耦合两个或更多个离子自旋可以使用电子门来控制半导体表面附近的价空穴波函数的大小来实现。单独的离子自旋的相干操纵和经由电子门的离子自旋的受控耦合的这种提议可以在极高密度信息存储和可缩放的相干或量子信息处理中找到应用。
2006-09-05 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Comparison of the photoluminescence properties of semiconductor quantum dots and non-blinking diamond nanoparticles. Observation of the diffusion of diamond nanoparticles in living cells
在单分子水平的光致发光的长期观察，直到最近非常困难，由于光漂白的有机？荧光团分子。虽然无机半导体纳米晶体可以克服这一困难，显示出非常低的光漂白产率，但它们遭受光闪烁。最近引入了一种新的标记，依赖于含有光致发光色心的金刚石纳米颗粒。在这项工作中，我们比较了单量子点（QD）的光致发光的纳米金刚石含有一个单一的颜色中心。与其他标记相反，光致发光纳米金刚石具有完美的光稳定性，并且没有光闪烁。在它们的激发饱和时，纳米金刚石的光致发光强度仅比量子点的光致发光强度小三倍。此外，纳米金刚石的明亮和稳定的光致发光允许宽场观察单个纳米颗粒的运动。我们证明了记录这种单个粒子在培养细胞中的轨迹的可能性。
2009-04-17 cond-mat.mtrl-sci physics.optics quant-ph
